Luna ghiacciata di Saturno potrebbe ospitare un oceano stabile e adatto alla vita

Un nuovo studio condotto da ricercatori dell’Università di Oxford, del Southwest Research Institute e del Planetary Science Institute di Tucson, in Arizona, ha fornito la prima prova di un flusso di calore significativo al polo nord di Encelado, ribaltando le precedenti ipotesi secondo cui la perdita di calore era confinata al suo polo sud attivo.

Questa scoperta conferma che la luna ghiacciata emette molto più calore di quanto ci si aspetterebbe se fosse semplicemente un corpo passivo, rafforzando la tesi che potrebbe sostenere la vita.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Science Advances.

Encelado è un mondo molto attivo, con un oceano globale e salato sotto la superficie, che si ritiene sia la fonte del suo calore. La presenza di acqua liquida, calore e le giuste sostanze chimiche (come il fosforo e gli idrocarburi complessi) significa che si ritiene che il suo oceano sotto la superficie sia uno dei posti migliori nel nostro sistema solare per la vita che si è evoluta al di fuori della Terra.

Ma questo oceano sotterraneo può sostenere la vita solo se ha un ambiente stabile, con le sue perdite di energia e i guadagni in equilibrio.

Questo equilibrio è mantenuto dal riscaldamento mareale: la gravità di Saturno allunga e schiaccia la luna mentre orbita, generando calore all’interno.

Se Encelado non guadagna abbastanza energia, la sua attività superficiale rallenterà o si fermerà e l’oceano potrebbe alla fine congelarsi. Troppa energia, d’altra parte, potrebbe causare un aumento dell’attività oceanica, alterandone l’ambiente.

“Encelado è un obiettivo chiave nella ricerca di vita al di fuori della Terra, e comprendere la disponibilità a lungo termine della sua energia è la chiave per determinare se può sostenere la vita”, ha detto la dottoressa Georgina Miles (Southwest Research Institute e Visiting Scientist presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford), autrice principale dell’articolo.

Fino ad ora, le misurazioni dirette della perdita di calore da Encelado erano state effettuate solo al polo sud, dove drammatici pennacchi di ghiaccio d’acqua e vapore eruttano da profonde fessure nella superficie. Al contrario, si pensava che il polo nord fosse geologicamente inattivo.

Utilizzando i dati della sonda Cassini della NASA, i ricercatori hanno confrontato le osservazioni della regione polare nord in pieno inverno (2005) e in estate (2015).

Questi sono stati utilizzati per misurare quanta energia Encelado perde dal suo oceano “caldo” (0°C) sotto la superficie mentre il calore viaggia attraverso il suo guscio ghiacciato fino alla superficie gelida della luna (-223°C,) e viene poi irradiato nello spazio.

Modellando le temperature superficiali previste durante la notte polare e confrontandole con le osservazioni a infrarossi del Cassini Composite InfraRed Spectrometer (CIRS), il team ha scoperto che la superficie al polo nord era di circa 7 K più calda del previsto. Questa discrepanza potrebbe essere spiegata solo dal calore che fuoriesce dall’oceano sottostante.

Il flusso di calore misurato (46 ± 4 milliwatt per metro quadrato) può sembrare piccolo, ma si tratta di circa due terzi della perdita di calore (per unità di superficie) attraverso la crosta continentale terrestre.

In tutta Encelado, questa perdita di calore conduttivo ammonta a circa 35 gigawatt: all’incirca equivalente alla produzione di oltre 66 milioni di pannelli solari (potenza di 530 W) o 10.500 turbine eoliche (potenza di 3,4 MW).

Se combinato con il calore precedentemente stimato che fuoriesce dal polo sud attivo di Encelado, la perdita totale di calore della luna sale a 54 gigawatt, una cifra che corrisponde strettamente all’apporto di calore previsto dalle forze di marea.

Questo equilibrio tra produzione e perdita di calore suggerisce fortemente che l’oceano di Encelado può rimanere liquido su scale temporali geologiche, offrendo un ambiente stabile in cui la vita potrebbe potenzialmente emergere. 

“Capire quanto calore Encelado sta perdendo a livello globale è fondamentale per sapere se può sostenere la vita”, ha detto la dottoressa Carly Howett (Dipartimento di Fisica, Università di Oxford e Planetary Science Institute di Tucson, Arizona), autrice corrispondente dell’articolo.

“È davvero emozionante che questo nuovo risultato supporti la sostenibilità a lungo termine di Encelado, una componente cruciale per lo sviluppo della vita”.

Secondo i ricercatori, il prossimo passo chiave sarà quello di determinare se l’oceano di Encelado è esistito abbastanza a lungo da consentire lo sviluppo della vita. Al momento, la sua età è ancora incerta.

Lo studio ha anche dimostrato che i dati termici possono essere utilizzati per stimare in modo indipendente lo spessore del guscio di ghiaccio, una metrica importante per le future missioni che pianificano di sondare l’oceano di Encelado, ad esempio utilizzando lander robotici o sommergibili.

I risultati suggeriscono che il ghiaccio è profondo 20 e 23 km al polo nord, con una media di 25-28 km a livello globale, leggermente più profondo rispetto alle stime precedenti ottenute utilizzando altre tecniche di telerilevamento e modellazione.

“Individuare le sottili variazioni di temperatura superficiale causate dal flusso di calore conduttivo di Encelado dai suoi cambiamenti di temperatura giornalieri e stagionali è stata una sfida, ed è stata resa possibile solo dalle missioni estese di Cassini”, ha aggiunto il dottor Miles.

“Il nostro studio evidenzia la necessità di missioni a lungo termine su mondi oceanici che potrebbero ospitare la vita e il fatto che i dati potrebbero non rivelare tutti i loro segreti fino a decenni dopo che sono stati ottenuti”.

Immagine: University of Oxford / NASA / JPL-CalTech / Space Science Institute (PIA19656 and PIA11141)

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