Quando il Cassini missione arrivata nel sistema di Saturno nel 2004, ha scoperto qualcosa di piuttosto inaspettato nell'emisfero meridionale di Encelado. Da centinaia di fessure situate nella regione polare, pennacchi d'acqua e molecole organiche venivano periodicamente scoperti. Questa è stata la prima indicazione che la luna di Saturno potrebbe avere un oceano interno causato dall'attività idrotermale vicino al confine tra mantello e nucleo.
Secondo un nuovo studio basato su Cassini dati, che ha ottenuto prima di immergersi nell'atmosfera di Saturno il 15 settembre, questa attività potrebbe essere in corso da un po 'di tempo. In effetti, il gruppo di studio ha concluso che se il nucleo lunare fosse abbastanza poroso, avrebbe potuto generare abbastanza calore per mantenere un oceano interno per miliardi di anni. Questo studio è l'indicazione più incoraggiante che l'interno di Encelado potrebbe sostenere la vita.
Lo studio, intitolato "Potenziare l'attività idrotermale prolungata all'interno di Encelado", è apparso di recente sulla rivista Astronomia della natura. Lo studio è stato condotto da Gaël Choblet, ricercatore presso il Laboratorio planetario e geodinamico dell'Università di Nantes, e ha incluso membri del Jet Propulsion Laboratory della NASA, Charles University e dell'Istituto di scienze della terra e del Geo and Cosmochemistry Laboratory dell'Università di Heidelberg.
Prima del Cassini I molti flybys di Encelado della missione, gli scienziati credevano che la superficie di questa luna fosse composta da ghiaccio solido. Fu solo dopo aver notato l'attività pennacchio che si resero conto che aveva getti d'acqua che si estendevano fino a un oceano di acqua calda al suo interno. Dai dati ottenuti da Cassini, gli scienziati sono stati persino in grado di formulare ipotesi su dove si trovasse questo oceano interno.
Tutto sommato, Encelado è una luna relativamente piccola, che misura circa 500 km (311 miglia) di diametro. Basato su misure di gravità eseguite da Cassini, si ritiene che il suo oceano interno si trovi al di sotto di una superficie ghiacciata esterna a una profondità di 20-25 km (da 12,4 a 15,5 mi). Tuttavia, questo ghiaccio superficiale si assottiglia a circa 1 a 5 km (da 0,6 a 3,1 mi) sulla regione polare meridionale, dove i getti d'acqua e le particelle ghiacciate si propagano attraverso fessure.
Basandosi sul modo in cui Encelado orbita attorno a Saturno con una certa oscillazione (aka. Librazione), gli scienziati sono stati in grado di fare stime della profondità dell'oceano, che posizionano tra 26 e 31 km (16-19 mi). Tutto ciò circonda un nucleo che si ritiene sia composto da minerali di silicato e metallo, ma che è anche poroso. Nonostante tutti questi risultati, la fonte del calore interno è rimasta una questione aperta.
Questo meccanismo dovrebbe essere attivo quando la luna si è formata miliardi di anni fa ed è ancora attiva oggi (come evidenziato dall'attuale attività pennacchio). Come ha spiegato il dott. Choblet in una dichiarazione della stampa dell'ESA:
"Dove Encelado ottiene il potere sostenuto di rimanere attivo è sempre stato un po 'di mistero, ma ora abbiamo considerato in modo più dettagliato come la struttura e la composizione del nucleo roccioso della luna potrebbero svolgere un ruolo chiave nel generare l'energia necessaria."
Per anni, gli scienziati hanno ipotizzato che le forze di marea causate dall'influenza gravitazionale di Saturno siano responsabili del riscaldamento interno di Encelado. Si ritiene inoltre che il modo in cui Saturno spinge e tira la luna mentre segue un percorso ellittico attorno al pianeta sia ciò che causa la deformazione del guscio ghiacciato di Encelado, causando le fessure intorno alla regione polare meridionale. Si ritiene che questi stessi meccanismi siano responsabili dell'oceano interno di acqua calda di Europa.
Tuttavia, l'energia prodotta dall'attrito delle maree nel ghiaccio è troppo debole per controbilanciare la perdita di calore vista dall'oceano. Alla velocità con cui l'oceano di Encelado sta perdendo energia nello spazio, l'intera luna si congelerebbe entro 30 milioni di anni. Allo stesso modo, il decadimento naturale degli elementi radioattivi all'interno del nucleo (che è stato suggerito anche per altre lune) è anche circa 100 volte troppo debole per spiegare l'interno di Encelado e l'attività del pennacchio.
Per ovviare a questo, il Dr. Choblet e il suo team hanno condotto simulazioni del nucleo di Encelado per determinare che tipo di condizioni potrebbero consentire il riscaldamento delle maree per miliardi di anni. Come affermano nel loro studio:
"In assenza di vincoli diretti sulle proprietà meccaniche del nucleo di Encelado, consideriamo una vasta gamma di parametri per caratterizzare la velocità di attrito delle maree e l'efficienza del trasporto dell'acqua mediante flusso poroso. Il nucleo non consolidato di Encelado può essere visto come un materiale altamente granulare / frammentato, in cui è probabile che la deformazione delle maree sia associata all'attrito intergranulare durante i riarrangiamenti dei frammenti. "
Quello che hanno trovato è stato quello per Cassini osservazioni da confermare, il nucleo di Encelado dovrebbe essere fatto di roccia porosa non consolidata, facilmente deformabile, porosa. Questo nucleo potrebbe essere facilmente permeato da acqua liquida, che penetrerebbe nel nucleo e gradualmente si riscalderebbe per attrito di marea tra frammenti di roccia scorrevole. Una volta che questa acqua fosse sufficientemente riscaldata, si sarebbe sollevata verso l'alto a causa delle differenze di temperatura con l'ambiente circostante.
Questo processo alla fine trasferisce il calore nell'oceano interno in pennacchi stretti che si innalzano al guscio ghiacciato di Encelado. Una volta lì, provoca la fusione del ghiaccio superficiale e la formazione di fessure attraverso le quali i getti raggiungono lo spazio, spargendo acqua, particelle di ghiaccio e minerali idratati che riempiono l'E-Ring di Saturno. Tutto ciò è coerente con le osservazioni fatte da Cassini, ed è sostenibile da un punto di vista geofisico.
In altre parole, questo studio è in grado di dimostrare che l'azione nel nucleo di Encelado potrebbe produrre il riscaldamento necessario per mantenere un oceano globale e produrre attività pennacchio. Poiché questa azione è il risultato della struttura del nucleo e dell'interazione delle maree con Saturno, è perfettamente logico che abbia avuto luogo per miliardi di anni. Quindi oltre a fornire la prima spiegazione coerente dell'attività pennacchio di Encelado, questo studio è anche una forte indicazione di abitabilità.
Come hanno capito gli scienziati, la vita impiega molto tempo per andare avanti. Sulla Terra, si stima che i primi microrganismi siano sorti dopo 500 milioni di anni e si ritiene che le prese d'aria idrotermali abbiano svolto un ruolo chiave in questo processo. Ci sono voluti altri 2,5 miliardi di anni perché la prima vita multicellulare si evolvesse, e le piante e gli animali terrestri sono in circolazione da 500 milioni di anni.
Sapere che lune come Encelado - che ha la chimica necessaria per sostenere la vita - ha anche avuto l'energia necessaria per miliardi di anni è quindi molto incoraggiante. Si può solo immaginare cosa troveremo una volta che le future missioni inizieranno a ispezionarne più da vicino le piume!
