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 significativo flusso di calore al polo nord di Encelado, ribaltando le precedenti ipotesi secondo cui la perdita di calore fosse confinata al suo polo sud attivo. Questa scoperta conferma che la luna ghiacciata di Saturno emette molto più calore di quanto ci si aspetterebbe se fosse semplicemente un corpo passivo, rafforzando la tesi che potrebbe ospitare la vita. La ricerca è pubblicata sulla rivista Science Advances.
Encelado è un mondo altamente attivo, con un oceano sotterraneo salato globale, che si ritiene sia la fonte del suo calore. La presenza di acqua liquida, calore e sostanze chimiche adatte (come fosforo e idrocarburi complessi) significa che il suo oceano sotterraneo è ritenuto uno dei luoghi migliori del nostro Sistema Solare in cui la vita potrebbe essersi evoluta al di fuori della Terra.
Ma questo oceano sotterraneo può sostenere la vita solo in un ambiente stabile, con perdite e guadagni di energia in equilibrio. Questo equilibrio è mantenuto dal riscaldamento mareale: la gravità di Saturno allunga e schiaccia la luna durante la sua orbita, generando calore al suo interno. Se Encelado non riceve abbastanza energia, la sua attività superficiale rallenterà o si arresterà, 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 della vita al di fuori della Terra, e comprendere la disponibilità a lungo termine della sua energia è fondamentale per determinare se può sostenere la vita“, ha affermato la Dott.ssa Georgina Miles (Southwest Research Institute e Visiting Scientist presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford), autrice principale dello studio.
Finora, le misurazioni dirette della perdita di calore da Encelado erano state effettuate solo al polo sud, dove imponenti pennacchi di ghiaccio d’acqua e vapore eruttano da profonde fessure in superficie. Al contrario, si pensava che il polo nord fosse geologicamente inattivo.
Lo studio
Utilizzando i dati della sonda Cassini della NASA, i ricercatori hanno confrontato le osservazioni della regione polare settentrionale in pieno inverno (2005) e in estate (2015). Queste sono state utilizzate per misurare quanta energia Encelado perde dal suo oceano sotterraneo “caldo” (0°C) mentre il calore attraversa 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 infrarosse del Cassini Composite InfraRed Spectrometer (CIRS), il team ha scoperto che la superficie al polo nord era circa 7K più calda del previsto. Questa discrepanza poteva essere spiegata solo dal calore che fuoriusciva dall’oceano sottostante.
Il flusso di calore misurato (46 ± 4 milliwatt per metro quadrato) può sembrare piccolo, ma rappresenta circa due terzi della dispersione di calore (per unità di superficie) attraverso la crosta continentale terrestre. In tutta Encelado, questa dispersione di calore conduttiva ammonta a circa 35 gigawatt: all’incirca equivalente alla potenza di oltre 66 milioni di pannelli solari (potenza di 530 W) o 10.500 turbine eoliche (potenza di 3,4 MW).
Se si considera anche il calore precedentemente stimato in fuga dal polo sud attivo di Encelado, la dispersione di calore totale 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 dispersione di calore suggerisce fortemente che l’oceano di Encelado possa 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 affermato la Dott.ssa Carly Howett (Dipartimento di Fisica, Università di Oxford e Planetary Science Institute di Tucson, Arizona), autrice corrispondente dell’articolo. “È davvero entusiasmante 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 fondamentale sarà determinare se l’oceano di Encelado è esistito abbastanza a lungo da permettere lo sviluppo della vita. Al momento, la sua età è ancora incerta.
Lo spessore del guscio di ghiaccio
Lo studio ha anche dimostrato che i dati termici possono essere utilizzati per stimare in modo indipendente lo spessore del guscio di ghiaccio, un parametro importante per le future missioni che intendono sondare l’oceano di Encelado, ad esempio utilizzando lander robotici o sommergibili. I risultati suggeriscono che il ghiaccio sia profondo tra i 20 e i 23km al Polo Nord, con una media globale di 25-28km, leggermente più profondo rispetto alle stime precedenti ottenute utilizzando altre tecniche di telerilevamento e modellazione.
“Scoprire le sottili variazioni di temperatura superficiale causate dal flusso di calore conduttivo di Encelado, dovuto alle sue variazioni di temperatura giornaliere e stagionali, è stata una sfida, resa possibile solo dalle missioni prolungate di Cassini“, ha aggiunto il Dott. Miles. “Il nostro studio evidenzia la necessità di missioni a lungo termine verso mondi oceanici che potrebbero ospitare la vita, e il fatto che i dati potrebbero non rivelarne tutti i segreti fino a decenni dopo essere stati acquisiti”.
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