L’oceano caldo sotto Encelado, la luna ghiacciata di Saturno, potrebbe essere perfetto per la vita

Un team di scienziati dell’Università di Oxford, del Southwest Research Institute e del Planetary Science Institute di Tucson, in Arizona, ha scoperto la prima prova di un significativo flusso di calore al polo nord di Encelado. Fino ad ora, gli scienziati credevano che la perdita di calore fosse limitata al polo sud, dove i geyser sparavano vapore acqueo e particelle di ghiaccio nello spazio. Le nuove misurazioni confermano che Encelado è molto più attivo termicamente di quanto si pensasse in precedenza, indicando che genera e rilascia molto più calore di quanto farebbe una luna dormiente e ghiacciata.

Un oceano nascosto sotto il ghiaccio

Encelado è un mondo geologicamente attivo con un oceano salato globale nascosto sotto la sua superficie ghiacciata. Gli scienziati ritengono che questo oceano sia la principale fonte di calore interno della Luna. Poiché contiene acqua liquida, calore e ingredienti chimici essenziali (come fosforo e idrocarburi complessi), questo mare sotterraneo è considerato uno degli ambienti più promettenti nel sistema solare per la vita oltre la Terra.

Affinché la vita possa prosperare, l’oceano di Encelado deve rimanere stabile per lunghi periodi, mantenendo un equilibrio tra energia guadagnata e persa. Questo equilibrio è sostenuto dal riscaldamento delle maree, causato dalla potente attrazione gravitazionale di Saturno che allunga e comprime la Luna mentre orbita. Se venisse prodotto troppo poco calore, l’attività superficiale di Encelado svanirebbe e il suo oceano potrebbe eventualmente congelare. Troppa energia, tuttavia, potrebbe innescare un’attività geologica eccessiva, sconvolgendo il delicato ambiente che sostiene il suo oceano.

“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 spiegato la dott.ssa Georgina Miles (Southwest Research Institute e Visiting Scientist presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford), l’autrice principale dello studio.

Misurare il misterioso calore di Encelado

Fino a poco tempo fa, gli scienziati avevano misurato solo la perdita di calore al polo sud della Luna. Si credeva che il polo nord fosse geologicamente tranquillo e inattivo. Per contestare questa ipotesi, il gruppo di ricerca ha utilizzato i dati della sonda spaziale Cassini della NASA per studiare la regione del polo nord durante due periodi chiave: il profondo inverno del 2005 e l’estate del 2015. Queste osservazioni hanno permesso agli scienziati di stimare quanta energia Encelado perde quando il calore si sposta dal suo oceano sotterraneo relativamente “caldo” (0°C, 32°F) attraverso la sua crosta ghiacciata verso la superficie, che rimane molto fredda (-223°C, -370°F), prima di fuggire nello spazio.

Modellando le temperature superficiali previste durante la lunga notte polare e confrontandole con i dati infrarossi del Composite InfraRed Spectrometer (CIRS) di Cassini, i ricercatori hanno scoperto che la superficie del polo nord era circa 7 K più calda del previsto. L’unica spiegazione per questo calore in eccesso è la perdita di calore verso l’alto dall’oceano nascosto.

Il team ha misurato un flusso di calore di 46 ± 4 milliwatt per metro quadrato. Sebbene ciò possa sembrare modesto, equivale a circa due terzi del calore medio che fuoriesce attraverso la crosta continentale terrestre. In tutta Encelado, ciò equivale a circa 35 gigawatt di energia – più o meno la potenza prodotta da 66 milioni di pannelli solari (530 W ciascuno) o 10.500 turbine eoliche (3,4 MW ciascuna).

Un oceano stabile sotto il ghiaccio

Quando le nuove misurazioni vengono combinate con il calore precedentemente rilevato al polo sud attivo, la perdita di calore totale di Encelado raggiunge circa 54 gigawatt. Questa cifra è strettamente in linea con le previsioni su quanto calore dovrebbe essere generato dalle forze di marea. L’equilibrio quasi perfetto tra creazione e perdita di calore indica che l’oceano di Encelado potrebbe rimanere liquido per vasti periodi di tempo, offrendo un ambiente stabile a lungo termine che potrebbe consentire lo sviluppo della vita.

“Comprendere quanto calore Encelado sta perdendo a livello globale è fondamentale per sapere se può sostenere la vita”, ha affermato la dottoressa Carly Howett (Dipartimento di Fisica, Università di Oxford e Planetary Science Institute di Tucson, Arizona), autore corrispondente dello studio. “È davvero entusiasmante che questo nuovo risultato supporti la sostenibilità a lungo termine di Encelado, una componente cruciale per lo sviluppo della vita”.

Da quanto tempo esiste l’oceano?

La prossima sfida per gli scienziati è determinare da quanto tempo esiste l’oceano di Encelado. Se esistesse da miliardi di anni, le condizioni per la vita sarebbero rimaste stabili abbastanza a lungo da consentirle di emergere potenzialmente. Tuttavia, l’età esatta dell’oceano rimane incerta.

Mappatura di Encelado per le missioni future

La ricerca ha anche dimostrato che le letture termiche possono aiutare a stimare lo spessore del guscio di ghiaccio di Encelado, un fattore importante per pianificare future missioni che potrebbero tentare di esplorare il suo oceano utilizzando sonde robotiche o lander. L’analisi suggerisce che il ghiaccio ha uno spessore compreso tra 20 e 23 km al Polo Nord, e uno spessore medio di circa 25-28 km sulla Luna, leggermente più profondo rispetto alle stime precedenti derivate da altri modelli.

“Eliminare le sottili variazioni della 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 verso mondi oceanici che potrebbero ospitare la vita, e il fatto che i dati potrebbero non rivelare tutti i suoi segreti fino a decenni dopo essere stati ottenuti.”