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  Address: OCEAN4FUTURE

Una crosta ghiacciata potrebbe nascondere un enorme oceano su una luna di Saturno

Reading Time: 5 minutes

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livello elementare

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ARGOMENTO: ASTRONOMIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: Saturno, Mimas

 

Abbiamo parlato delle lune di Saturno e dei loro possibili oceani, protetti da spesse croste di ghiaccio, in cui potrebbero vivere forme di vita simili a quelle presenti nelle profondità dei nostri mari. Speculazioni scientifiche ancora lontane da essere provate ma che ci fanno sognare in quanto la presenza di acqua è una conditio sine qua non per la realizzazione di eventuali colonie terrestri su quei corpi celesti esterni.

Le misurazioni effettuate durante l’ultimo passaggio ravvicinato della sonda Cassini fanno ipotizzare che una delle lune di Saturno, Mimas, contenga un enorme oceano di acqua allo stato liquido, sotto un guscio di ghiaccio spesso 24-31 km. La notizia è stata recentemente pubblicata sulla rivista Icarus (The case for an ocean-bearing Mimas from tidal heating analysis). 

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Un oceano all’interno di Mimas sarebbe una scoperta sorprendente, data la mancanza di attività geologiche simili a quelle osservate su altre lune come Europa ed Encelado, e quindi avrebbe importanti implicazioni per l’identificazione degli oceani extraterrestri. Lo studio ha realizzato un modello che considera il riscaldamento del satellite e le maree che verrebbero generate nell’oceano all’interno di Mimas, e determina lo spessore della crosta di ghiaccio che ne risulterebbe.

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le lune Encelado (a sinistra), Europa (in mezzo) e Mimas (a destra) non in scala

In particolare, il modello delle maree tiene conto del riscaldamento causato dall’eccentricità di Mimas e dal suo movimento apparente rispetto a Saturno (librazione), utilizzando un profilo delle deformazioni dipendente dalla profondità nel ghiaccio. In estrema sintesi, gli autori ritengono che la capacità di Mimas di ospitare un guscio di ghiaccio di 24-31 km su un oceano dipenda dalla reazione delle deformazioni subite dalla crosta di ghiaccio, dalla temperatura superficiale e dal flusso di calore basale.

Una teoria affascinante che ci fa comprendere quanto sia importante studiare le lune dei pianeti per comprendere i meccanismi dei nostri oceani e viceversa. Di fatto scoprire l’esistenza di un oceano globale su Mimas sarebbe sorprendente, data la mancanza di un’attività geologica paragonabile a quella osservata su altre lune come Europa ed Encelado.

Cosa sappiamo di Mimas
Mimas è uno dei principali satelliti naturali di Saturno. Con un diametro di 396 chilometri è il settimo satellite di Saturno e il ventunesimo del sistema solare per dimensione ma è anche il corpo celeste più piccolo che si conosca ad avere forma sferica a causa del proprio campo di gravità.

Scoperto il 17 settembre 1789 dall’astronomo tedesco William Herschel, il suo nome, come quelli degli altri sei satelliti di Saturno noti a metà del XIX secolo, fu scelto da John Herschel, figlio dello scopritore, in una sua pubblicazione del 1847. Un satellite così minuscolo, che fino all’arrivo delle sonde Voyager era osservabile dai telescopi solo come un puntino intorno a Saturno.  La sonda Voyager I, che lo riprese da “vicino” nel 1980, fece sussultare i tecnici della NASA per la rassomiglianza del corpo celeste con la Morte Nera, la gigantesca stazione-astronave dell’impero galattico di Guerre stellari, film uscito solo tre anni prima. Rassomiglianza resa ancora più evidente da un colossale cratere di impatto di 140 km di diametro, battezzato Herschel in omaggio allo scopritore di Mimas.

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Mimas la Morte Nera

Le pareti del cratere Herschel, che si estende per circa un terzo del diametro dell’intero satellite, sono alte oltre 5 km, e circondano il cratere che è profondo fino a 10 km rispetto alla superficie circostante.  Non è l’unico cratere su Mimas in quanto la superficie settentrionale presenta numerosi crateri da impatto di dimensioni fino a oltre 40 chilometri di diametro. Crateri che sono copiosamente presenti anche nella parte meridionale anche se di minori dimensioni. Le analisi sulla sua densità fanno ipotizzare che sia costituito quasi interamente da ghiaccio d’acqua, l’unica sostanza al momento rilevata su Mimas.

Ma i misteri di Mimas non sono finiti
Le immagini delle temperature sulla luna differiscono da quelle che dovrebbero essere significativamente. I dati, raccolti dallo spettrometro a infrarossi composito (CIRS) della navicella spaziale Cassini, durante il passaggio ravvicinato avvenuto il 13 febbraio 2010,  mostrano infatti un andamento inaspettato e bizzarro delle temperature diurne.

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Notate l’immagine in alto a sinistra che mostra la distribuzione prevista delle temperature. Il simbolo del sole (posto all’equatore di colore bianco) mostra il punto in cui il sole è allo zenith, momento in cui, come sulla Terra, le temperature dovrebbero essere più alte (mostrate in giallo) dovrebbero verificarsi nel primo pomeriggio. L’immagine in alto a destra mostra invece una situazione decisamente bizzarra.  Le temperature variano dividendo il satellite in una parte calda (a sinistra) e una parte fredda (a destra) con un confine netto a forma di V tra di loro. La parte calda ha temperature tipiche vicine a 92 Kelvin (meno 181 °C), mentre le temperature tipiche nella parte fredda sono di circa 77 Kelvin (meno 195 °C). La parte fredda è probabilmente più fredda perché i materiali di superficie hanno una maggiore conduttività termica (per cui il sottosuolo assorbe il calore invece di riscaldare la superficie stessa). Il lato freddo include il gigantesco cratere Herschel, che è di alcuni gradi più caldo dell’ambiente circostante. Non è ancora noto se Herschel sia responsabile in qualche modo della più ampia regione di basse temperature che la circonda.

Andremo su Mimas?
Non ancora. Una missione su Mimas non è ancora tra gli obiettivi di esplorazione della NASA … ma presto partirà la missione Dragonfly nell’ambito del programma New frontiers per esplorare un altro satellite di Saturno, Titano, che si presenta non meno misterioso e interessante.

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disegno pittorico di Dragonfly – credito NASA

Il lancio è previsto per giugno 2027 e l’arrivo su Titano entro il 2034. Dragonfly porterà un mezzo di esplorazione molto più evoluto e grande di Ingenuity, il piccolo elicottero che sta ora volando su Marte. Grazie all’atmosfera di Titano, molto più densa di quella terrestre, e la sua gravità bassissima gli sarà meno difficile spostarsi nelle diverse aree da esplorare. L’elicottero Dragonfly atterrerà in una regione, chiamata Shangri-La, che esplorerà con una serie di voli acquisendo campioni da diverse aree. Ma questa sarà un’altra storia che vi racconteremo in futuro. 

 

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