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Gli oceani nascosti sulle lune di Urano

tempo di lettura: 5 minuti

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livello elementare

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ARGOMENTO: ASTRONOMIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: Urano, oceani eso-terrestri

 

Secondo un’analisi dei dati raccolti quaranta anni fa dalla missione Voyager 2, l’unica sonda spaziale ad aver sorvolato Urano, anche alcune delle sue lune ghiacciate potrebbero ospitare oceani sotterranei.

Che Urano sia un pianeta un pò strano è ben noto
Come ricorderete dalla serie di articoli sui pianeti del nostro sistema solare, i pianeti ruotano attorno al Sole nella stessa direzione e lo fanno con i loro assi di rotazione – il modo in cui ruotano localmente – orientati all’incirca perpendicolarmente alle loro orbite. Urano, invece, è ribaltato in modo univoco, con il suo asse quasi parallelo alla sua orbita e, cosa strana, anche le sue lune ed i suoi anelli sono orientati nello stesso modo. Questo fa pensare che il pianeta blu, circa quattro miliardi e mezzo di anni fa, abbia subito un violento impatto cosmico durante la sua formazione che lo abbia orientato in questo bizzarro modo.

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immagine del pianeta Urano scattata dalla navicella spaziale Voyager 2 che sorvolò Urano, il settimo pianeta dal Sole, nel gennaio 1986 – Image Credit: NASA/JPLVoyager 2 Image of Uranus | NASA

Urano è un pianeta esterno del nostro sistema solare le cui stagioni sono molto lunghe in quanto impiega 84 anni per completare un’orbita attorno al Sole. Con l’avvicinarsi dell’estate nell’emisfero settentrionale, il telescopio spaziale Hubble ha osservato una crescente formazione di una cappa di foschia ai poli. Ma non è la sola stranezza; recentemente gli scienziati, analizzando la variabilità del suo campo magnetico, si sono resi che l’interazione tra la rotazione di Urano ed il moto orbitale delle sue lune, a causa del processo fisico dell’induzione magnetica, provoca forti variazioni dei campi magnetici attorno alle cinque lune più grandi di Urano: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania e Oberon.

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la Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) del telescopio spaziale Hubble della NASA ha rilevato su Urano sei nuvole distinte nelle immagini scattate il 28 luglio 1997-notare i suoi satelliti e i suoi anelli Hubble Tracks Clouds on Uranus (nasa.gov)

Sebbene il motivo di tali variazioni non sia stato ancora scoperto, l’ipotesi più accreditata è che siano state causate da emissioni esplosive di acque saline provenienti da oceani conservati sotto la crosta superficiale di questi satelliti. Giganteschi geyser che, emettendo alte colonne di acqua, salina provocherebbero quelle variazioni sensibili dei campi magnetici rilevate dal passaggio ravvicinato della sonda spaziale. Secondo le simulazioni effettuate in laboratorio questo potrebbe essere possibile se queste acque avessero una salinità simile a quella degli oceani terrestri.

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Questo è un mosaico ottenuto con quattro immagini ad alta risoluzione di Ariel raccolte da Voyager 2. Ariel ha un diametro di circa 1.200 km e gran parte della sua superficie è densamente disseminata di grandi crateri da 5 a 10 km di diametro, attraversati da numerose valli e scarpate di faglia – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA01534 Ariel (moon) – Ariel (astronomia) – Wikipedia

L’astronomo Ian Cohen dei Laboratori della John Hopkins Applied Physics ed il suo team hanno presentato le loro scoperte il 16 marzo 2023 alla 54a Lunar and Planetary Science Conference. Secondo Cohen, gli strumenti di bordo del Voyager 2 avevano rilevato delle particelle elettriche che sembravano intrappolate in regioni specifiche della magnetosfera uraniana, restando confinate nella zona equatoriale ovvero nei pressi delle orbite di Miranda e di Ariel.  A quel tempo, gli scienziati avevano ipotizzato che il disturbo fosse dovuto ad un’emissione di elettroni provenienti da una sorgente occasionale del campo magnetico di Urano come, ad esempio, una tempesta elettromagnetica. Dal riesame dei dati Cohen e i suoi colleghi hanno invece scoperto che gli elettroni non presentavano le caratteristiche energetiche che ci si sarebbe aspettati da un evento simile. L’evento avrebbe dovuto richiedere una fonte costante di elettroni significativa per superare la dispersione delle onde del plasma della magnetosfera di Urano. Senza una tale sorgente, puntuale e con una giusta angolazione, la distribuzione dell’angolo dei vettori degli elettroni sarebbe diventata uniforme nel giro di poche ore, cosa che non fu riscontrata.

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Secondo un nuovo modello, probabilmente esiste uno strato oceanico in quattro delle principali lune di Urano: Ariel, Umbriel, Titania e Oberon. Gli oceani salati o salmastri si trovano sotto il ghiaccio e sopra strati di roccia ricca d’acqua e roccia. Farebbe forse eccezione Miranda che sembrerebbe troppo piccola per trattenere abbastanza calore per uno strato oceanico. Il modello, elaborato sulla base di una rianalisi dei dati della navicella spaziale Voyager della NASA è descritto in un articolo pubblicato sul Journal of Geophysical ResearchFonte: Major Moons of Uranus (nasa.gov)

Non potendo quindi essere una tempesta occasionale, gli scienziati si concentrarono sulla modellazione dei dati e scoprirono che mostravano un valore massimo, chiaro e innegabile, in corrispondenza dello spazio tra Miranda e Ariel, suggerendola presenza di una fonte di ioni in quella regione.

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immagini processate di Encelado riprese dalla sonda Cassini, che mostrano l’emissione di plume dalla superficie – NASA/JPL-Caltech/SSI/CICLOPS/Kevin M. Gill – autore Kevin Hill Enceladus – November 21 2009 (49728085428).png – Wikimedia Commons

Ipotizzarono quindi che questo flusso elettromagnetico potesse essere stato generato da una situazione analoga a quella registrata dalla sonda Cassini, che aveva registrato un picco generato da geyser ghiacciati su una misteriosa luna di Saturno, Encelado. Un fenomeno noto che era stato osservato anche su una luna oceanica di Giove, Europa

In definitiva, per deduzione, Cohen ritiene che fenomeni di emissioni sotterranee di gas o vapori, possano essere presenti anche su una delle lune conosciute di Urano (Miranda e Ariel), che potrebbero quindi contenere grandi oceani sotterranei sotto la loro superficie di roccia e ghiaccio. Tra le due Ariel potrebbe essere più probabile a causa delle limitate dimensioni di Miranda ma, su entrambe le lune, sono visibili segni di un resurfacing geologico relativamente recente che potrebbe essere coerente con un’emissione copiosa di materiale liquido dall’interno.

Una prospettiva interessante che, secondo questi scienziati, giustificherebbe una nuova missione spaziale verso Urano, estesa anche a Nettuno. Non si tratterebbe solo di una curiosità accademica: scoprire sorgenti di acqua extraterrestri aprirebbe nuove ipotesi per le esplorazioni future verso l’esospazio. La missione verso quei pianeti lontani consentirebbe di raccogliere maggiori informazioni su quelle cinque lune di Urano e di scoprire se, come Encelado ed Europa, possano ospitare antichi oceani o nuclei salati sotto i loro spessi gusci di ghiaccio e rocce. 

 

in anteprima Urano Gli astronomi hanno rilevato per la prima volta emissioni di raggi X da Urano utilizzando l’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA. Questo risultato potrebbe aiutare gli scienziati a saperne di più su questo enigmatico pianeta gigante di ghiaccio nel nostro sistema solare. Image Credit: X-ray: NASA/CXO/University College London/W. Dunn et al; Optical: W.M. Keck Observatory 

Nota
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