Il Cassini orbiter ha rivelato molte cose affascinanti sul sistema di Saturno prima che la sua missione terminasse nel settembre del 2017. Oltre a rivelare molto sugli anelli di Saturno e sulla superficie e l'atmosfera di Titano (la più grande luna di Saturno), era anche responsabile della scoperta dei pennacchi d'acqua in arrivo dalla regione polare meridionale di Encelado. La scoperta di questi pennacchi ha innescato un ampio dibattito sulla possibile esistenza della vita all'interno della luna.
Ciò si basava in parte sull'evidenza che i pennacchi si estendessero fino al limite del nucleo / mantello della luna e contenessero elementi essenziali per la vita. Grazie a un nuovo studio condotto da ricercatori dell'Università di Heidelberg, in Germania, è stato ora confermato che i pennacchi contengono molecole organiche complesse. Questa è la prima volta che vengono rilevati composti organici complessi su un corpo diverso dalla Terra e rafforza il caso della luna che sostiene la vita.
Lo studio, intitolato "Composti organici macromolecolari dalle profondità di Encelado", è recentemente apparso sulla rivista Natura. Lo studio è stato condotto da Frank Postberg e Nozair Khawaja dell'Institute for Earth Sciences presso l'Università di Heidelberg e ha incluso membri del Leibniz Institute of Surface Modification (IOM), del Southwest Research Institute (SwRI), del Jet Propulsion Laboratory della NASA e più università.
L'esistenza di un oceano di acqua liquida all'interno di Encelado è stata oggetto di dibattito scientifico dal 2005, quando Cassini ha osservato per la prima volta pennacchi contenenti vapore acqueo che fuoriesce dalla superficie polare sud della luna attraverso fessure nella superficie (soprannominate "strisce di tigre"). Secondo le misurazioni effettuate dal Cassini-Huygens sonda, queste emissioni sono composte principalmente da vapore acqueo e contengono azoto molecolare, anidride carbonica, metano e altri idrocarburi.
L'analisi combinata di imaging, spettrometria di massa e dati magnetosferici ha anche indicato che i pennacchi polari meridionali osservati emanano da camere sotterranee sotto pressione. Ciò è stato confermato dal Cassini missione nel 2014 quando la sonda ha condotto misure di gravità che indicavano l'esistenza di un oceano sottomarino polare meridionale di acqua liquida con uno spessore di circa 10 km.
Poco prima che la sonda si immergesse nell'atmosfera di Saturno, la sonda ha anche ottenuto dati che indicavano che l'oceano interno esisteva da tempo. Grazie a letture precedenti che indicavano la presenza di attività idrotermale all'interno e simulazioni che modellavano l'interno, gli scienziati hanno concluso che se il nucleo fosse abbastanza poroso, questa attività avrebbe potuto fornire abbastanza calore per mantenere un oceano interno per miliardi di anni.
Tuttavia, tutti gli studi precedenti di Cassini i dati sono stati in grado di identificare solo composti organici semplici nel materiale pennacchio, con masse molecolari per lo più al di sotto di 50 unità di massa atomica. Per motivi di studio, il team ha osservato prove di materiale organico macromolecolare complesso nei granelli ghiacciati delle piume che avevano masse superiori a 200 unità di massa atomica.
Ciò costituisce il primo rilevamento in assoluto di sostanze organiche complesse su un corpo extraterrestre. Come ha spiegato il Dr. Khawaja in un recente comunicato stampa dell'ESA:
“Abbiamo trovato grandi frammenti molecolari che mostrano strutture tipiche per molecole organiche molto complesse. Queste enormi molecole contengono una complessa rete spesso costruita da centinaia di atomi di carbonio, idrogeno, ossigeno e probabilmente azoto che formano sottostrutture a forma di anello e simili a catene. "
Le molecole che sono state rilevate erano il risultato dell'espulsione dei granuli di ghiaccio che colpivano lo strumento di analisi della polvere a bordo di Cassini a una velocità di circa 30.000 km / ora. Tuttavia, il team ritiene che si trattasse di semplici frammenti di molecole più grandi contenute sotto la superficie ghiacciata di Encelado. Come affermano nel loro studio, i dati suggeriscono che esiste un sottile film ricco di organici in cima all'oceano.
Queste grandi molecole sarebbero il risultato di complessi processi chimici, che potrebbero essere quelli legati alla vita. In alternativa, possono essere derivati da materiale primordiale simile a quello che è stato trovato in alcuni meteoriti o (come sospetta il team) generato dall'attività idrotermale. Postberg ha spiegato:
"Secondo me i frammenti che abbiamo trovato sono di origine idrotermale, essendo stati elaborati all'interno del nucleo idrotermicamente attivo di Encelado: nelle alte pressioni e temperature calde che ci aspettiamo lì, è possibile che possano sorgere molecole organiche complesse".
Come notato, recenti simulazioni hanno dimostrato che la luna potrebbe generare abbastanza calore attraverso l'attività idrotermale da consentire al suo oceano interno di esistere per miliardi di anni. Questo studio fa seguito a quello scenario mostrando come materiale organico potrebbe essere iniettato nell'oceano da prese d'aria idrotermali. Questo è simile a ciò che accade sulla Terra, un processo che gli scienziati ritengono possa aver avuto un ruolo vitale nelle origini della vita sul nostro pianeta.
Sulla Terra, le sostanze organiche sono in grado di accumularsi sulle pareti di bolle d'aria in aumento create da prese d'aria idrotermali, che poi salgono in superficie e vengono disperse dagli spruzzi del mare e dalle bolle che scoppiano. Gli scienziati ritengono che un simile processo stia accadendo su Encelado, dove bolle di gas che si innalzano attraverso l'oceano potrebbero portare il materiale organico dal confine tra mantello e nucleo sulla superficie ghiacciata.
Quando queste bolle esplodono in superficie, aiuta a disperdere alcuni dei composti organici che diventano parte dello spray salato che passa attraverso le fessure della tigre. Questo spray si congela quindi in particelle ghiacciate man mano che raggiunge lo spazio, inviando materiale organico e ghiaccio attraverso il Sistema Saturno, dove è stato ora rilevato. Se questo studio è corretto, allora un altro ingrediente fondamentale per la vita è presente nell'interno di Encelado, rendendo così il caso della vita molto più forte.
Questa è solo l'ultima di una lunga serie di scoperte fatte da Cassini, molte delle quali indicano la potenziale esistenza della vita su o in alcune lune di Saturno. Oltre a confermare le prime molecole organiche in un "mondo oceanico" del nostro Sistema Solare, Cassini ha anche trovato prove convincenti di un ricco ambiente probiotico e chimica organica su Titano.
In futuro, ci si aspetta che più missioni tornino in queste lune per raccogliere più prove della vita potenziale, raccogliendo dove il venerabile Cassini lasciato fuori. Così lungo Cassini, e grazie per aver tracciato una scia!
