I geyser di Encelado

I geyser di Encelado

La sonda Cassini ha osservato geyser sulla luna di Saturno Encelado dal 2005, ma il processo che guida queste eruzioni è rimasto un mistero. Ora, gli scienziati dell’University of Chicago e della Princeton University hanno individuato un meccanismo mediante il quale sollecitazioni mareali esercitate da Saturno possono azionare le eruzioni su Encelado.

“Sulla Terra,le eruzioni tendono a non continuare a lungo”, ha detto Edwin Kite, professore di scienze geofisiche all’University of Chicago. “Quando osserviamo eruzioni che continuano per un lungo periodo di tempo, saranno poche e ad ampia distanza tra di loro.”

Ma Encelado, che probabilmente ha un oceano sotto la sua superficie ghiacciata, ha formato in qualche modo parecchie fessure lungo il polo sud. Queste fessure, “tiger stripes”, sono emissioni di vapore e minuscole particelle ghiacciate che continuano per decenni e probabilmente tempi molto più lunghi.
“E’ un mistero spiegare il motivo per cui il sistema delle fessure non si ostruisca con il suo stesso ghiaccio”, ha detto Kite. “Ed è un mistero spiegare perché l’energia rimossa dall’acqua dal raffreddamento per evaporazione non porti alla trasformazione in ghiaccio.”

Ciò che serve è una fonte di energia per bilanciare il raffreddamento per evaporazione. “Pensiamo che la fonte di energia sia un nuovo meccanismo di dissipazione mareale, che non era stato considerato in precedenza”, ha detto Kite. “Sono stata molto felice di vedere questo nuovo lavoro di Kite e Rubin perchè mette in evidenza un processo che era sfuggito: l’estrazione di acqua dalle profonde fratture della crosta ghiacciata al polo sud per l’azione delle forze mareali”, ha detto Carolyn Porco, a capo del team di imaging della missione Cassini e leader nello studio di Encelado.

Encelado, che Kite definisce “un’opportunità per il miglior esperimento di astrobiologia nel Sistema Solare”, è utile da studiare come candidato principale per la ricerca di vita extraterrestre. I dati di Cassini hanno indicato che il criovulcanismo di Encelado probabilmente ha origine in un ambiente oceanico favorevole alle biomolecole.
Il criovulcanismo può anche aver modellato la superficie di Europa, una delle lune di Giove.
“La superficie di Europa ha molte somiglianze con la superficie di Encelado, e quindi spero che questo modello sarà utile anche per Europa”, ha detto Kite.

Uno dei problemi che ha richiesto l’attenzione di Kite e Rubin è stata la risposta mareale anomala delle eruzioni su Encelado. Le eruzioni raggiungono il loro picco circa cinque ore più tardi del previsto. Kite e Rubin hanno poi voluto capire perché Encelado mantenga un livello di base di attività criovulcanica, anche a quel punto della sua orbita in cui le fessure dovrebbero bloccare e limitare le eruzioni. Il modello Kite-Rubin sembra rispondere a tutte le domande: consiste in una serie di fessure verticali quasi parallele che, dalla superficie, raggiungono l’acqua sottostante. Gli scienziati hanno applicato le sollecitazioni mareali di Saturno al loro modello su computer e hanno osservato quello che è successo.

“L’unica parte difficile nella simulazione, quantitativamente parlando, sta nel calcolare le interazioni elastiche tra le diverse fessure e il livello dell’acqua che varia all’interno di ogni fessura in risposta alla sollecitazione mareale”, ha spiegato Kite. La larghezza delle fessure influisce sulla velocità in cui possono rispondere alle forze mareali.
Con fessure ampie, le eruzioni rispondono rapidamente, mentre con fessure strette, le eruzioni avvengono otto ore dopo che le forze mareali raggiungono il loro picco.

“C’è un punto delicato”, Kite ha detto, quello in cui le forze mareali trasformano il movimento dell’acqua in calore, generando energia sufficiente per produrre eruzioni che corrispondono al ritardo osservato di cinque ore.
Kite e Rubin hanno proposto che i dati raccolti dalla missione Cassini possano testare questa idea, rivelando se la crosta ghiacciata nella regione polare sia della temperatura prevista.

Kite e Douglas MacAyeal, professore di scienze geofisiche all’Università di Chicago, sono interessati a studiare un analogo sulla Terra dei geyser di Encelado. Una crepa si è formata in una sezione della Barriera di Ross in Antartide.
“In quella crepa è presente un forte flusso mareale, per cui sarebbe interessante vedere come una lastra di ghiaccio vera e propria si comporta in un ambiente analogo a quello di Encelado in termini di ampiezza delle sollecitazioni e temperatura del ghiaccio”, ha detto Kite.