Una delle maggiori sorprese dalla missione Cassini a Saturno è stata la scoperta di geyser attivi sul polo sud della luna Encelado. Invece, questa piccola luna è uno dei luoghi più geotermicamente attivi nel Sistema Solare.
Ora, un nuovo studio dai dati di Cassini mostra che la regione polare meridionale di Encelado è ancora più calda del previsto a pochi metri sotto la sua superficie ghiacciata. Mentre studi precedenti hanno confermato un oceano di acqua liquida all'interno di Encelado che alimenta i geyser, questo nuovo studio mostra che l'oceano è probabilmente più vicino alla superficie di quanto si pensasse in precedenza. Inoltre - e la cosa più allettante - ci deve essere una fonte di calore all'interno della luna che non è completamente compresa.
"Queste osservazioni forniscono una visione unica di ciò che sta accadendo sotto la superficie", ha affermato Alice Le Gall, che fa parte del team di strumenti Cassini RADAR, da Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS) e Université Versailles Saint-Quentin (UVSQ), Francia. "Mostrano che i primi pochi metri sotto la superficie dell'area che abbiamo studiato, anche se a 50-60 K glaciali, sono molto più caldi di quanto ci aspettassimo: probabilmente fino a 20 K in alcuni punti. Questo non può essere spiegato solo come risultato dell'illuminazione del Sole e, in misura minore, del riscaldamento di Saturno, quindi deve esserci un'ulteriore fonte di calore ".
I dati sulle microonde rilevati durante uno stretto sorvolo nel 2011 mostrano che c'è un eccesso di calore a tre fratture sulla superficie di Encelado. Sebbene simili alle caratteristiche della cosiddetta "striscia di tigre" su questa luna che sfogano attivamente molecole di ghiaccio e acqua nello spazio, queste tre fratture non sembrano essere attive, almeno non nel 2011.
Gli scienziati affermano che le fratture apparentemente dormienti che si trovano sopra il caldo mare sotterraneo della luna indicano il carattere dinamico della geologia di Encelado, suggerendo che la luna potrebbe aver vissuto diversi episodi di attività, in diversi luoghi sulla sua superficie.
Il flyby del 2011 ha fornito la prima - e purtroppo l'unica - osservazioni ad alta risoluzione del polo sud di Encelado alle lunghezze d'onda delle microonde.
Guardava una fascia stretta a forma di arco della regione polare meridionale, larga circa 25 km (15 miglia) e situata a soli 30 km a 50 km (18-30 miglia) a nord delle fratture della striscia di tigre.
Il calore che è stato rilevato sembra trovarsi sotto uno strato di gelo molto più freddo.
A causa dei vincoli operativi del flyby del 2011, non è stato possibile ottenere osservazioni a microonde delle stesse fratture attive. Ma ciò ha permesso agli scienziati di osservare che i terreni termicamente anomali di Encelado si estendono ben oltre le strisce di tigre.
I loro risultati mostrano che è probabile che l'intera regione del polo sud sia calda sotto, il che significa che l'oceano di Encelado potrebbe essere a soli 2 km sotto la superficie ghiacciata della luna in quella zona. La scoperta concorda con uno studio del 2016, condotto da un altro membro del team Cassini, Ondrej Cadek, che ha stimato che lo spessore della crosta sul polo sud di Encelado è inferiore al resto della luna. Tale studio ha stimato che la profondità della conchiglia di ghiaccio fosse inferiore a 5 km (1,2 miglia) nel polo sud, mentre la profondità media su altre aree di Encelado è compresa tra 18 e 22 km (11-13 miglia).
Cosa genera il calore interno in Encelado? La principale fonte di calore rimane un mistero, ma gli scienziati pensano che le forze gravitazionali tra Encelado, Saturno e un'altra luna, Dione tirino e flettano l'interno di Encelado. Conosciuta come forza di marea, il trascinamento fa sfregare l'interno della luna, creando attrito e calore. Crea anche compressioni da stress e deformazioni sulla crosta, portando alla formazione di difetti e fratture. Questo a sua volta crea più calore negli strati sottosuperfici. In questo scenario, la crosta ghiacciata più sottile nella regione del polo sud è soggetta a una maggiore deformazione delle maree, il che significa che viene creato più calore per aiutare a mantenere calda l'acqua sotterranea.
Poiché i geyser non erano noti fino all'arrivo di Cassini a Saturno, il veicolo spaziale non aveva un carico utile specifico per studiarli, ma gli scienziati hanno usato gli strumenti a loro disposizione per fare le migliori osservazioni che potevano, volando il veicolo spaziale entro 49 km ( 30 miglia) di superficie. Per studiare a fondo il riscaldamento delle maree - o per determinare se esiste un'altra fonte di calore - gli scienziati continueranno a studiare i dati già presi da vari strumenti Cassini. Ma dal momento che la missione si concluderà a settembre 2017, potrebbe essere necessaria un'altra missione su questa intrigante luna per capire appieno questo mistero.
"Questa scoperta apre nuove prospettive per indagare sull'emergere di condizioni abitabili sulle lune ghiacciate dei pianeti giganti del gas", afferma Nicolas Altobelli, Project Scientist dell'ESA per Cassini-Huygens. "Se il mare sotterraneo di Encelado è davvero così vicino alla superficie come indica questo studio, una missione futura su questa luna che trasporta uno strumento radar che penetra nel ghiaccio potrebbe essere in grado di rilevarlo."
"Trovare temperature vicino a queste tre fratture inattive che sono inaspettatamente più alte di quelle esterne ad esse aggiunge l'intrigo di Encelado", ha dichiarato la scienziata del progetto Cassini Linda Spilker presso il Jet Propulsion Laboratory. “Com'è davvero il caldo oceano sotterraneo e la vita potrebbe essersi evoluta lì? A queste domande rimane la risposta a future missioni in questo mondo oceanico. "
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Fonti: ESA
JPL
Documento: caratteristiche termicamente anomale nel sottosuolo del terreno polare sud di Encelado ”di A. Le Gall et al. (2017), pubblicato su Nature Astronomy
