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livello elementare.
ARGOMENTO: ASTRONOMIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: Oceani extraterrestri
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Passata la fascia degli asteroidi, arriviamo nella area esterna del nostro sistema solare occupato dai grandi giganti gassosi, Giove e Saturno e dai loro numerosi satelliti. Tra di essi Europa, uno dei principali satelliti di Giove si colloca ben lontano dalla zona di abitabilità, data la distanza dal Sole, ma gli scienziati hanno individuato sotto la sua crosta ghiacciata un vero e proprio oceano di acqua liquida.
Qui l’acqua non si ghiaccerebbe grazie alle forti maree dovute all’attrazione gravitazionale di Giove e per il calore provocato dai fluidi dei vulcani. Un’altra luna di Giove, Ganimede, la più grande del nostro sistema solare e l’unica con un proprio campo magnetico, potrebbe ospitare un grande oceano di acqua salata sotterranea, conservata tra diversi strati di ghiaccio e acqua racchiusi tra la sua crosta e il suo nucleo.
Un altro satellite, Titano, che ruota invece intorno a Saturno, presenta una superficie costellata di fiumi e laghi e nei cieli si formano nubi e piogge. Va ben compreso che non in realtà non si tratta di acqua ma di idrocarburi liquidi, principalmente metano ed etano, decisamente tossici per la nostra vita. Si ritiene che Titano abbia un oceano salato sotterraneo, salato quanto il Mar Morto sulla Terra, che inizia circa 50 km sotto il suo guscio di ghiaccio. Un’ipotesi è che l’oceano di Titano sia poco “spesso”, schiacciato tra strati di ghiaccio, ma potrebbe estendersi fino all’interno roccioso della misteriosa luna di Saturno.
Lo scopriremo con la prossima sonda Dragonfly della NASA la cui partenza è stata recentemente posticipata al 2028; si tratta di una sonda che rilascerà un lander a rotore, molto simile a un grande quadricottero con doppi rotori, provvisto di otto eliche. con rotori da un metro di diametro, che potrà volare a può volare a circa 35 km orari fino a 4 km di quota, sfruttando l’atmosfera densa e la bassa gravità di Titano.
Sempre intorno a Saturno troviamo un altro satellite molto interessante, Encelado, un altro satellite che è stato studiato dalla sonda Cassini. Con un diametro di soli 500 km, questo corpo celeste è molto simile a Europa, e gli scienziati ritengono che sotto una spessa crosta ghiacciata si possa celare un immenso oceano dal quale, occasionalmente, emergono da profonde fessure chiamate strisce di tigre vicino al polo sud della luna creando degli spettacolari geyser che si proiettano nello spazio.
La sonda Cassini ha sorvolato i pennacchi rilevando molecole organiche contenenti azoto sotto forma di acetilene, ammoniaca e metano. Considerando che questi pennacchi probabilmente si possano essere formati in sorgenti idrotermali simili a quelle degli abissi marini terrestri, analogamente potrebbero essersi formate delle forme di vita estreme simili a quelle sulla Terra.
Nuovi dati dalla sonda spaziale New Horizons della NASA indicano una maggiore prevalenza di ghiaccio d’acqua sulla superficie di Plutone di quanto si pensasse in precedenza. Questa immagine a falsi colori, derivata da osservazioni in luce infrarossa dello strumento Ralph/Linear Etalon Imaging Spectral Array (LEISA), mostra dove le caratteristiche spettrali del ghiaccio d’acqua sono abbondanti sulla superficie di Plutone. Si basa su due scansioni LEISA di Plutone ottenute il 14 luglio 2015, da una distanza di circa 67.000 miglia (108.000 chilometri).
Pluto’s Widespread Water Ice – NASA
Spingendoci verso la zona dei pianetini, incontriamo Plutone che presenta montagne di ghiaccio alte fino a 2,4 chilometri che si interrompono per lasciar spazio a una vasta pianura, il Sputnik Planum, un altopiano formato da ghiaccio e azoto che si estende per circa 1000 km. Dalle poche immagini disponibili si notano delle misteriose linee di faglia, alcune lunghe centinaia di miglia, che suggeriscono che Plutone possa avere un oceano nascosto nel sottosuolo.
Allontanandoci verso le fasce esterne della nostra galassia troviamo Cerere, un pianeta nano che nonostante le ridotte dimensioni si sta dimostrando uno degli astri più interessanti del Sistema Solare. La sonda Dawn, con l’apporto italiano dello spettrometro Vir, ha scoperto non solo presenza di acqua, ma anche tracce di materiale organico. Naturalmente, non stiamo parlando di esseri viventi ma di composti organici che sono considerati i mattoni necessari per costruire la vita ed è quindi probabile che queste tracce arrivino dall’interno del pianeta dove potrebbe esserci un oceano sotterraneo.
Questa immagine a mosaico usa colori falsi per evidenziare la salamoia recentemente esposta, o liquidi salati, che sono stati spinti verso l’alto da un profondo serbatoio sotto la crosta di Cerere. In questa vista di una regione del cratere Occator, appaiono di colore rossastro. Crediti: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Gli scienziati ipotizzano che molti pianeti rocciosi della nostra galassia, la Via Lattea, stimati in circa 6 miliardi, si trovino quindi in aree idonee per le condizioni di abitabilità rispetto alle loro stelle, dove potrebbero essere formati elementi chimici sufficienti per costruire la vita. In parole semplici, potrebbero ospitare quantità di acqua e carbonio simili a quelle presenti sulla Terra ed essere potenzialmente luoghi in cui, grazie a particolari condizioni di temperatura e pressione, potrebbe essersi formata la vita, almeno come la intendiamo noi.
Ma non solo; spingendosi ancora più lontano, in una galassia lontana 13 miliardi di anni luce dalla Terra, sono state scoperte tracce di acqua e monossido di carbonio. Considerando la distanza queste condizioni chimiche erano presenti in quella galassia in un periodo di tempo compreso tra 400 milioni e un miliardo di anni dopo il Big Bang, ovvero quando iniziarono a formarsi le prime galassie. Una scoperta importantissima perché di fatto ci permette di analizzare i contenuti gassosi di una galassia formatasi nelle primissime fasi della vita dell’universo, che dimostrerebbe l’esistenza di tracce di acqua al momento della formazione stellare.
Rappresentazione artistica del sistema di Beta Pictoris (NASA), una stella con un’età stimata non superiore ai 20 milioni di anni, situata a 19 parsec dal Sole, circondata da un disco di polvere e gas prodotto da collisioni di asteroidi e comete. Un pianeta gigante potrebbe essersi già formato e potrebbero formarsi pianeti simili alla Terra – Fonte Comunicato stampa della NASA, 2007
http://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/betapic.html
Sono state trovate molecole attorno alla stella Beta Pictoris che possiede una luminosità nove volte maggiore di quella del nostro Sole. Intorno alla stella è presente un enorme disco di polvere e gas che fa presupporre sia il risultato di collisioni tra comete, asteroidi ed i giovani pianeti in formazione. In particolare, sono state scoperte quasi 500 comete in orbita attorno alla stella che appartengono a due famiglie distinte: quelle più vecchie che sono passate più di una volta vicino alla stella e quelle più giovani che probabilmente derivano dalla frammentazione recente di uno o più oggetti di grandi dimensioni.
Immagine nell’infrarosso del sistema di Beta Pictoris dove è visibile il pianeta – Fonte ESO
Beta Pictoris system annotated.jpg – Wikimedia Commons
L’importanza di questa scoperta è legata la fatto che asteroidi e comete sono di fatto dei detriti risultati dalla formazione del nostro sistema solare e sono ricchi di acqua. Li potremmo quindi immaginare come delle capsule del tempo che contengono indizi importanti su come si formò il nostro sistema solare 4,5 miliardi di anni fa.
Queste immagini mostrano le linee molecolari e il continuum di polvere osservati nelle osservazioni ALMA della coppia di galassie massicce primitive note come SPT0311-58. A sinistra: un’immagine composita che combina il continuum di polvere con le linee molecolari per H2O e CO. A destra: il continuum di polvere visto in rosso (in alto), la linea molecolare per H2O mostrata in blu (seconda dall’alto), le transizioni di linea molecolare per monossido di carbonio, CO (6-5) mostrate in viola (al centro), CO (7-6) mostrate in magenta (seconda dal basso) e CO (10-9) mostrate in rosa e blu scuro (in basso). Credito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO)
ALMA Scientists Detect Signs of Water in a Galaxy Far, Far Away | ALMA
Un’altra scoperta interessante sono le due galassie SPT0311-58 che i radio telescopi spaziali dell’ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), una struttura astronomica internazionale in partnership con l’Organizzazione europea per la ricerca astronomica nell’emisfero australe (ESO), ci mostrano nel momento della loro combinazione mentre formano nuove stelle. Utilizzando le osservazioni di ALMA della coppia di galassie note come SPT0311-58, sono state rilevate sia molecole di acqua che di monossido di carbonio nella più grande delle due galassie. L’ossigeno e il carbonio, in particolare, sono elementi di prima generazione e, nelle forme molecolari di monossido di carbonio e acqua, sono fondamentali per la vita come la conosciamo. L’importanza di questa scoperta è che si tratta della galassia più massiccia attualmente conosciuta ad alto red shift, ovvero “fotografata” nel periodo in cui l’Universo era ancora molto giovane. Essendo questa galassia molto “giovane” contiene più gas e polveri rispetto ad altre galassie nell’Universo primordiale, fattore che permette di osservare molecole abbondanti come l’acqua (H2O), la terza molecola più abbondante nell’Universo dopo l’idrogeno molecolare e il monossido di carbonio (CO). La loro interazione porterà nel tempo alla formazione di una galassia ellittica gigante, simile a quelle che si trovano in altre aree dell’universo relativamente più vicine alla Terra.
Al termine di questo breve viaggio alla ricerca della presenza di acqua nell’universo dovremmo riflettere su questo elemento fondamentale per la vita sul nostro pianeta, che troppo spesso diamo come scontato, ed averne un maggiore rispetto ed una migliore conservazione. Senza acqua non potrebbe esserci vita e gli oceani, che siano sulla Terra o in qualche galassia lontana nello spazio, custodiscono ancora molti segreti che forse un giorno ci sveleranno come tutto si formò dopo il Big Bang con il grande mistero della vita.
Vincenzo Popio
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in anteprima la luna di Encelado e i suoi spettacolari geyser – Photo credit NASA
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Laureato in Scienze Marine presso l’Università di Pisa con un Ph. D. in Maritime Science e Master in “Environmental science and sea pollution research” presso la Pacific Western University di Los Angeles, California, il dottor Popio ha trascorso oltre 32 anni di servizio attivo nella Marina Militare. Ha ricoperto incarichi di Comando a bordo delle unità navali, come Direttore agli Studi presso Istituti di Formazione militare e come rappresentante della Marina presso l’Ufficio del Sottocapo di Stato Maggiore della Difesa. Lasciato il servizio attivo, il dr. Popio, ha continuato, in campo civile, a fornire il proprio contributo per la salvaguardia dell’ambiente marino e di tutte le sue specie, collaborando in diversi progetti riguardanti l’ambiente, con le Università di Bari, Lecce, Napoli e con l’Istituto per l’Ambiente Marino Costiero-CNR di Taranto. Numerosi sono gli articoli pubblicati sulla stampa locale sull’inquinamento (aria, mare, suolo) a Taranto, dovuto alla presenza delle industrie pesanti. Uno studio particolare è stato effettuato sul Mar Piccolo e il Mar Grande di Taranto.