DALLE PROFONDITÀ DELL’OCEANO SOTTERRANEO

Bolle di macromolecole organiche su Encelado

I dati raccolti dalla sonda spaziale internazionale Cassini hanno rivelato molecole organiche complesse provenienti dalla luna ghiacciata di Saturno Encelado, rafforzando l’idea che questo mondo oceanico ospiti condizioni adatte alla vita. Lo studio su Nature

Ombra invadente al polo sud di Encelado. Crediti: Nasa/JPL-Caltech/Space Science Institute

Fino al 2005 la luna di Saturno Encelado era semplicemente questo: una delle lune del Signore degli Anelli. Poi ci fu il primo avvicinamento da parte della sonda spaziale Cassini, ed ecco che Encelado è diventata una continua fonte di sorprese. I segreti custoditi da questa luna sono tanti e ancora oggi, dopo il tuffo nel pianeta nel Gran Finale della sonda lo scorso anno, i dati che la missione di Nasa, Esa e Asi ha raccolto forniscono nuove informazioni sulla sua natura.

La luna – una palla di circa 500 chilometri di diametro – ha un enorme oceano sotto la superficie, nascosto sotto una spessa crosta ghiacciata. Essa è percorsa da fessure dalle quali fuoriescono potenti geyser che rilasciano una miscela di vapore acqueo e granelli di ghiaccio, provenienti dagli oceani sottostanti, nello spazio, fornendo materiale per uno degli anelli di Saturno.

Crateri e fratture sulla complessa superficie di Encelado. Immagine in falsi colori per evidenziare in blu le fratture. Crediti: Nasa/JPL/Space Science Institute

Analizzando i granelli di ghiaccio rilevati da Cassini, un team guidato da Frank Postberg e Nozair Khawaja dell’università tedesca di Heidelberg ha identificato frammenti di grandi molecole organiche al loro interno.

«È la prima rilevazione in assoluto di sostanze organiche complesse provenienti da un mondo acquatico extraterrestre», dice Postberg. «Abbiamo trovato grandi frammenti molecolari che mostrano strutture tipiche di molecole organiche molto complesse», aggiunge Khawaja. «Queste enormi molecole contengono una rete complessa spesso costruita da centinaia di atomi di carbonio, idrogeno, ossigeno e probabilmente azoto che formano sottostrutture a forma di anello e catena».

I frammenti, con massa fino a 200 unità di massa molecolare, si creavano quando i granelli di ghiaccio colpivano lo strumento che analizzava la polvere su Cassini, mentre il veicolo spaziale era in moto a velocità di circa 30mila chilometri orari, e i ricercatori ritengono che prima della collisione le molecole originali contenute nei granelli fossero ancora più grandi, con masse di migliaia di unità di massa atomica.

In precedenza, Cassini aveva rilevato solo molecole organiche leggere provenienti da Encelado, molto più piccole dei frammenti attuali. Le nuove grandi molecole potrebbero essere create da processi chimici complessi, tra cui quelli legati alla vita, oppure potrebbero provenire dal materiale primordiale come si trova in alcuni meteoriti o infine, più probabilmente, essere generate dall’attività idrotermale. «A mio parere i frammenti che abbiamo trovato sono di origine idrotermale, essendo stati elaborati all’interno del nucleo idrotermicamente attivo di Encelado: nelle alte pressioni e temperature calde che ci aspettiamo lì, è possibile che possano sorgere molecole organiche complesse», spiega Postberg.

Attività idrotermale nel nucleo di Encelado e crescita di bolle ricche di sostanze organiche. L’immagine raffigura a sinistra la struttura interna della luna, al centro la situazione all’interno di una falda oceanica che si trova dentro le crepe nella crosta ghiacciata, in cui le bolle di gas trasportano materiale organico sulla superficie dell’oceano, a destra la dispersione nello spazio delle molecole organiche assieme al vapore acqueo. Crediti: Esa; F. Postberg et al., 2018

Recenti simulazioni mostrano infatti che un calore sufficiente per alimentare l’attività idrotermale per decine di milioni di anni potrebbe essere generato attraverso l’attrito delle maree, se la luna ha un nucleo poroso con acqua oceanica che gli percola attraverso. Potenti bocche idrotermali sul fondo dell’oceano di Encelado mescolerebbero materiale proveniente dal nucleo poroso e pieno d’acqua della luna con l’acqua dell’oceano.

Secondo questo scenario, il materiale organico viene iniettato nell’oceano dalle sorgenti idrotermali, in maniera simile a quanto avviene nei siti idrotermali trovati sul fondo degli oceani terrestri, che sono uno dei possibili ambienti in cui gli scienziati indagano per capire l’origine della vita sul nostro pianeta.

Negli oceani della Terra, le sostanze organiche provenienti da acque più profonde possono accumularsi efficacemente sulle pareti delle bolle d’aria in ascesa che le trasportano sulla superficie, dove sono disperse insieme agli spruzzi di acqua marina che si disperdono in atmosfera quando la bolla scoppia. Un processo simile potrebbe accadere su Encelado: bolle di gas, che risalgono attraverso decine di chilometri di oceano, potrebbero sollevare materiale organico dalla profondità e formare una sottile pellicola che galleggia sulla superficie dell’oceano sotto il guscio ghiacciato. Come sulla Terra, quando le bolle scoppiano in superficie, disperdono alcuni dei composti organici insieme a spruzzi di acqua salata dell’oceano. Piccole goccioline di materiale organico disperso ghiacciano quando il vapore acqueo congela sulla loro superficie, e insieme allo spruzzo congelato di acqua salata vengono espulse nei pennacchi in cui le ha rilevate Cassini.

Ultima osservazione di un pennacchio di Encelado.
Sequenza di immagini ottenute dalla sonda Cassini in avvicinamento alla luna durante quattordici ore del 28 agosto 2017. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Space Science Institute

Encelado ci appare sempre più come un mondo acquatico potenzialmente abitabile. Con i soli dati di Cassini, tuttavia, non è possibile confermare l’origine esatta dei frammenti di composti organici osservati, poiché essi avevano dimensioni al limite rilevabile dagli strumenti. «Se potessimo visitare di nuovo Encelado, porteremmo strumenti in grado di vedere l’intera molecola, non solo questi frammenti, e questo ci direbbe esattamente cosa sono e come sono stati creati», commenta Postberg.

«Sembra che questa luna misteriosa manterrà il segreto ancora per qualche tempo, ma è alla portata di una futura missione per Encelado risolvere questa parte del puzzle», aggiunge Khawaja.

L’esperienza di Cassini sarà utile non solo a future missioni verso Saturno e le sue lune, ma anche verso altri corpi del sistema solare. «Grazie all’esperienza di Cassini, sapremo cosa cercare e come studiarlo nel sistema di Giove», conclude Nicolas Altobelli, project scientist della missione Cassini dell’Esa e responsabile dello sviluppo delle attività scientifiche per la missione Juice della stessa agenzia, il cui lancio è previsto nel 2022 per raggiungere le lune del pianeta più grande del Sistema solare nel 2029, dove studierà Europa, Ganimede e Callisto alla ricerca di caratteristiche simili a quelle che Cassini ha scoperto su Encelado.

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