Alcuni anni fa, gli astronomi pensarono di aver trovato anelli esili intorno alla luna Rea di Saturno. Ora, nuove osservazioni hanno mostrato qualcos'altro intorno a Rhea che era completamente inaspettato: un'atmosfera di ossigeno. Nel marzo di quest'anno, la navicella spaziale Cassini ha effettuato un vicino sorvolo di Rea e ha registrato dati che mostrano una sottile atmosfera composta da ossigeno e anidride carbonica.
La fonte dell'ossigeno non è davvero una sorpresa: la densità di Rhea di 1.233 volte quella dell'acqua liquida suggerisce che Rhea è tre quarti di ghiaccio e un quarto di roccia. L'atmosfera tenue della luna è mantenuta dalla continua decomposizione chimica dell'acqua ghiacciata sulla superficie della luna per irraggiamento dalla magnetosfera di Saturno.
L'ossigeno è stato recentemente rilevato anche nelle atmosfere di due lune di Giove, Europa e Ganimede. Poiché l'ossigeno è un componente principale dell'atmosfera che circonda gli anelli di Saturno, gli astronomi pensano che potrebbero esserci atmosfere simili attorno ad altre lune ghiacciate che orbitano all'interno della magnetosfera di Saturno.
"I nuovi risultati suggeriscono che la chimica attiva e complessa che coinvolge l'ossigeno può essere abbastanza comune in tutto il sistema solare e persino nel nostro universo", ha detto l'autore principale Ben Teolis, uno scienziato del team Cassini con sede presso il Southwest Research Institute di San Antonio. “Tale chimica potrebbe essere un prerequisito per la vita. Tutte le prove di Cassini indicano che Rhea è troppo fredda e priva dell'acqua liquida necessaria per la vita come la conosciamo. "
Certo, c'è sempre la possibilità della vita perché non la conosciamo.
E ci deve essere una sorta di sostanza organica sulla luna - che significa composti del carbonio. La fonte dell'anidride carbonica nell'atmosfera di Rhea non è ancora nota, ma la sua presenza suggerisce che le reazioni di radiolisi tra ossidanti e sostanze organiche siano in corso sulla superficie della luna.
Per quanto riguarda una qualsiasi di queste nuove scoperte che hanno una relazione con l'ipotesi esclusa di anelli intorno a Rhea, Teolis ha detto a Space Magazine che c'è ancora molto da sapere sull'ambiente di Rhea che deve ancora essere determinato. "L'esaurimento degli elettroni è attualmente inspiegabile", ha detto Teolis in una e-mail. La forte caduta simmetrica degli elettroni rilevati intorno a Rea era la scoperta iniziale dietro la teoria degli anelli. "Il nostro pensiero attuale è che potrebbe essere correlato alla ionizzazione dell'atmosfera, forse in combinazione con la carica elettrostatica della superficie di Rhea, ma non ho una risposta definitiva a questo punto. L'interazione atmosfera - magnetosfera è un problema complesso e richiederà del tempo per risolvere. Ma per la prima volta su una luna ghiacciata, i risultati di Cassini ci offrono una finestra di osservazione in situ su questa interazione, la cui comprensione è ancora altamente teorica. Ci stiamo lavorando."
Questi ultimi dati provengono dallo spettrometro di massa ionica e neutra di Cassini e dallo spettrometro al plasma Cassini durante i flybys del 26 novembre 2005, 30 agosto 2007 e 2 marzo 2010. Lo spettrometro di massa ionica e neutra ha visto una densità di picco di ossigeno di circa 50 miliardi di molecole per metro cubo (1 miliardo di molecole per piede cubo). Ha rilevato densità di picco di anidride carbonica di circa 20 miliardi di molecole per metro cubo (circa 600 milioni di molecole per piede cubo).
Lo spettrometro al plasma ha visto chiare firme di flussi fluenti di ioni positivi e negativi, con masse corrispondenti agli ioni di ossigeno e anidride carbonica.
Gli scienziati hanno detto che l'ossigeno sembra sollevarsi in un'atmosfera quando il campo magnetico di Saturno ruota su Rea. Le particelle energetiche intrappolate nel campo magnetico del pianeta riempiono la superficie del ghiaccio d'acqua della luna. Causano reazioni chimiche che decompongono la superficie e rilasciano ossigeno.
Rilasciare ossigeno attraverso l'irradiazione superficiale potrebbe aiutare a generare condizioni favorevoli alla vita in un corpo ghiacciato diverso da Rhea che ha acqua liquida sotto la superficie, ha detto Teolis. Se l'ossigeno e l'anidride carbonica dalla superficie potessero in qualche modo essere trasportati in un oceano sotterraneo, ciò fornirebbe un ambiente molto più ospitale per composti più complessi e la vita da formare.
Gli scienziati non sono sicuri di come venga rilasciato l'anidride carbonica. Potrebbe essere il risultato del "ghiaccio secco" intrappolato dalla nebulosa solare primordiale, come nel caso delle comete, oppure potrebbe essere dovuto a processi di irradiazione simili operanti sulle molecole organiche intrappolate nel ghiaccio d'acqua di Rhea. L'anidride carbonica potrebbe anche provenire da materiali ricchi di carbonio depositati da piccole meteore che bombardavano la superficie di Rhea.
"Rhea si sta rivelando molto più interessante di quanto avessimo immaginato", ha affermato Linda Spilker, scienziata del progetto Cassini presso JPL. "La scoperta di Cassini evidenzia la ricca diversità delle lune di Saturno e ci fornisce indizi su come si sono formati ed evoluti."
Questa ricerca appare nel numero del 25 novembre 2010 di Science Express.
Fonti: Science, JPL, scambio di email con Teolis
