Credit: NASA/JPL-Caltech
L'esistenza di un oceano sotto la superficie ghiacciata di Encelado, il sesto satellite naturale di Saturno in ordine di grandezza, è da tempo un fatto accettato da tutta la comunità scientifica ma, le impercettibili variazioni della velocità della sonda della NASA Cassini, rilevate durante le sue orbite intorno a Saturno, forniscono la conferma definitiva.
L'oceano, interposto tra il nucleo roccioso della luna e il guscio ghiacciato in superficie, è una scoperta che crea ottimi presupposti per la ricerca di ambienti adatti ad ospitare la vita oltre la terra.
I geyser di Encelado, i getti che si sprigionano dal polo sud della piccola luna ghiacciata, sono stati scoperti in questi dieci anni di missione dalla sonda della NASA Cassini: vere e proprie eruzioni di ghiaccio che arrivano da fratture nella crosta, create probabilmente dalle azioni mareali esercitate dalla forza di attrazione gravitazionale di Saturno.
Osservati dalla Cassini nel 2005, non si limitano ad essere un'attività circoscritta alla luna ma influenzano l'intero sistema: fini particelle di ghiaccio, sali e composti organici vengono immesse nello spazio ed entrano in orbita intorno a Saturno, alimentando il flebile anello E in cui orbita Encelado stessa.
L'argomento era stato approfondito lo scorso anno, in occasione del 44° Lunar and Planetary Science Conference tenutosi a Houston in Texas.
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"Courtesy NASA/JPL-California Institute of Tecnology." processing 2di7 & titanio44
I getti provengono da profonde fessure chiamate "tiger stripes" ("graffi di tigre"), al polo sud della luna.
La sonda Cassini ne ha individuato l'intrigante composizione ed ha scoperto che queste fessure sono sorprendentemente calde, -93,15° Celsius, oltre il doppio rispetto al resto della superficie della luna, dove le temperature sono piuttosto rigide (-180° Celsius).
Per gli scienziati, quindi, non è certo stata una sorpresa trovare un serbatoio d'acqua liquida sotto la superficie ma questi risultati sono stati la classica prova del nove, confermando ogni sospetto.
La scoperta, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science, si basa sulle misure della forza gravitazionale con cui Encelado ha influenzato i voli della Cassini.
Un team internazionale di scienziati, guidato da Luciano Iess del dipartimento di Ingegneria meccanica e aerospaziale dell'Università La Sapienza di Roma, ha dedotto l'esistenza della massa d'acqua grazie ai dati rilevati durante tre flyby, tra aprile 2010 e maggio 2012, che portarono la sonda ad una distanza molto ravvicinata da Encelado.
Nel dettaglio, due flyby erano sul polo sud della luna, ad distanza rispettivamente di 104 e 70 chilometri dalla superficie; l'altro sul polo nord, ad appena 49 chilometri.
Durante ogni sorvolo, i segnali radio sono stati trasmessi per circa 1.300 milioni di chilometri fino alla Terra, dove sono stati captati dalle antenne del Deep Space Network della Nasa, sepolti tra una serie di altri fenomeni, compresi i disturbi dovuti alla rotazione terrestre.
In questa montagna di dati, gli scienziati cercavano le minute variazioni in frequenza causate dagli effetti gravitazionali della luna sulla sonda, conosciute come Effetto Doppler (che misura l'apparente variazione di frequenza delle onde emesse da una sorgente in moto rispetto a un osservatore.
"Il nostro modo per dedurre le variazioni gravitazionali è un concetto che in fisica è chiamato Effetto Doppler", spiega Sami Asmar del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, in Calariaifornia, coautore della carta.
"Come la navicella vola su Encelado, la sua velocità è turbata in una certa misura dalle variazioni del campo gravitazionale. Possiamo osservare questa variazione di velocità come un cambiamento nella frequenza radio, ricevuta nelle nostre stazioni di terra, dall'altra parte del Sistema Solare".
Con questo monitoraggio, il team ha potuto misurare la velocità della sonda con una precisione di 10-20 micron al secondo e, dopo aver tenuto conto di altri fattori che avrebbero potuto influenzare il volo della Cassini, come ad esempio una spinta dai pennacchi di vapore acqueo, o la pressione modesta prodotta dalla luce del Sole, i ricercatori hanno creato una mappa del campo gravitazionale di Encelado.
Questa, a sua volta, ha indicato delle variazioni nella composizione interna della luna: qualcosa di più denso del ghiaccio ma meno della roccia al polo sud.
Le misure gravitazionali suggeriscono un vasto oceano al polo sud di Encelado che potrebbe estendersi fino all'equatore, più grande di Lago Superiore, il secondo più grande del mondo, tra Canada e USA, a 10 chilometri di profondità sotto il guscio ghiacciato di 30 / 40 chilometri di spessore.
Così, con 98 getti singoli osservati finora, sparati nello spazio a velocità superiori a duemila chilometri all'ora sotto la spinta delle maree indotte dalla forza gravitazionale di Saturno, Encelado diventa il miglior candidato del Sistema Solare per ospitare vita microbica: l'acqua infatti, sarebbe a contatto con il nucleo roccioso, ricca perciò di elementi utili come fosforo, zolfo e potassio.
"Ci sono sicuramente regioni su Encelado, dove le condizioni sono tali da poter ospitare forme di vita, grazie all'acqua allo stato liquido, prodotti chimici e calore. E questo è sufficiente per la vita. A mio avviso, questo è il posto migliore in cui possiamo trovarla nel Sistema Solare ", ha detto Nikolai Brilliantov, un matematico dell'Università di Leicester, che ha lavorato sui getti di vapore acqueo nel 2008.