Il mistero dei pennacchi di Europa

I ricercatori stanno studiando i pennacchi di Europa, individuati dalla sonda Galileo e confermati successivamente dal telescopio spaziale Hubble

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Il mistero dei pennacchi di Europa
Il mistero dei pennacchi di Europa

Nel 2012, il telescopio spaziale Hubble osservò dei pennacchi di vapore acqueo alzarsi dalla superficie di Europa, una luna di Giove.

I pennacchi emessi dal polo sud della luna, alti circa 200 chilometri, provengono da un oceano nascosto sotto la sua superficie ghiacciata. A confermare la notizia nel 2016 fu la NASA che mostrò i geyser immortalati dal telescopio spaziale Hubble.

La presenza di acqua su una delle numerose lune di Giove potrebbe essere decisiva per inviare missioni mirate a studiare il ‘cuore’ del satellite, considerato tra i migliori candidati ad ospitare forme di vita nel Sistema solare.

Oggi, un nuovo studio ha combinato le immagini di Europa per cercare segni di materiale sull’Europa landscape, per trovare indizi evidenti delle eruzioni.
Giove è stato raggiunto da diverse missioni scientifiche, ricordiamo la Pioneer 10 nel 1973, le sonde Voyager 1 e 2 nel 1979, la sonda Ulysses nel febbraio 1992, la missione Galileo del 1995 e la missione New Horizons diretta su Plutone.

La Galileo portò a termine uno studio dettagliato del gigante gassoso e delle sue numerose lune.

Utilizzando i dati raccolti dalle ultime tre missioni, Paul Schenk, ricercatore del Lunar and Planetary Institute di Houston, ha cercato tracce dei cambiamenti che potrebbero indicare che il materiale in eruzione è ricaduto sulla superficie della luna, mentre i pennacchi stessi potrebbero rivelarci informazioni sul profondo oceano riparato da spessi strati di ghiaccio.

I pennacchi individuati su corpi ghiacciati di solito producono una gamma di particelle di dimensioni diverse“, ha spiegato Schenk a Space.com via e-mail. La gravità attrae sulla superficie le particelle più grandi e massicce.

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Queste particelle sono sempre diverse dalla superficie in qualche modo, sia per composizione e colore o per dimensione e quindi luminosità apparente“, ha aggiunto. “Quindi ci aspettavamo di vedere una sorta di luminosità anomala o la firma del colore vicino alle fonti, ovunque esse si trovassero“.

Ma gli studi di Schenk non hanno riscontrato variazioni nella luminosità o nella composizione che potrebbero indicare che il materiale oceanico potrebbe essere ricaduto sulla superficie della luna.

Questa sorprendente mancanza di variazioni nella luminosità potrebbe significare che l’attività del pennacchio è stata relativamente continua nel corso dei tre decenni di mappatura e le particelle emesse si sono fuse insieme senza differenze evidenti. Un’altra possibilità è che i pennacchi producano depositi non visibili con gli strumenti oggi a nostra disposizione. Ancora, i pennacchi stessi potrebbero essere atipici, non proprio pennacchi, ma qualcosa di invisibile su altri mondi.

Non sappiamo davvero perché non vediamo un evidente segno di pennacchi sulla superficie di Europa“, ha detto Schenk. “Dovremo andare lì per scoprirlo“.

Europa appare come un mondo grigio e bianco con tracce di macchie rosse. L’intera luna è ricoperta dal ghiaccio che nasconde un oceano sottostante. L’interazione dell’oceano con gli strati rocciosi sottostanti potrebbe fornire luoghi adatti alla vita che potrebbe evolversi, soprattutto se gli oceani contengono aperture che fanno giungere il calore dall’interno della luna.

Nel 2012, Hubble ha individuato diverse indicazioni di attività esplosiva mentre Europa transitava tra la Terra e Giove. Durante alcuni passaggi, la luce proveniente da Giove veniva bloccata dallo sfiato del vapore proveniente dalla superficie della luna.

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Europa non è l’unica luna conosciuta ad avere pennacchi esplosivi. Anche Encelado, una delle tante lune di Saturno è conosciuta per eruttare materiale creando sulla superficie del polo meridionale delle strisce. La missione Cassini della NASA ha attraversato una di queste eruzioni per studiare dei campioni del materiale, anche se il veicolo spaziale non era progettato per raccoglierlo ed esaminarlo.

Nel 2030 una missione denominata Europa Clipper della NASA approderà su Europa e sarà meglio attrezzata per raccogliere il materiale eruttato dai pennacchi. Il veicolo spaziale avrà a bordo uno spettrometro di massa per esplorazione planetaria che raccoglierà i gas attorno alla luna e analizzerà il materiale rilasciato nello spazio.

Per fare ciò, il veicolo spaziale dovrà volare sulle regioni in cui il materiale viene espulso. Identificare quelle regioni prima dell’arrivo del veicolo spaziale renderebbe il processo molto più semplice.

Grazie alle mappe realizzate dalle tre missioni Ulysses, Galileo e New Orizons, Schenk ha ottenuto nuove mappe che hanno rivelato come la superficie è cambiata in questi anni. Le caratteristiche mutevoli compaiono come caratteristiche più scure o luminose distinte dal paesaggio statico e immutabile sulla luna. Ma le nuove mappe non hanno rivelato grandi cambiamenti superficiali più estesi di 50 chilometri.

Schenk ha successivamente esaminato i siti candidati, le regioni identificate in base al punto in cui i pennacchi erano stati individuati su Europa. La copertura delle immagini per i siti del polo sud identificati da Hubble era scarsa e non erano visibili caratteristiche evidenti.

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I pennacchi potrebbero non produrre depositi osservabili nell’imaging esistente“, ha scritto Schenk nel suo articolo, che è stato pubblicato il 24 marzo su Astrophysical Journal Letters. “Questo sarebbe possibile se i pennacchi di Europa fossero solo pennacchi invisibili di vapore, ma l’incapacità del vapore acqueo di cristallizzarsi in particelle dopo essere sfiatato nello spazio sarebbe difficile da spiegare“.

La differenza di dimensioni tra particelle emesse e particelle in superficie dovrebbe essere abbastanza diversa da essere individuata dal veicolo spaziale. Tuttavia, se i pennacchi invisibili sono la norma, potrebbe essere necessaria la spettrometria di mappatura a medio infrarosso o ultravioletto e per rilevarli. la sonda Clipper trasporterà una fotocamera digitale sensibile alle lunghezze d’onda dei raggi ultravioletti capace di individuare le tracce.

Alcune regioni, soprattutto quelle note come “terreno caotico” potrebbero produrre pennacchi di breve durata e nascondere le loro impronte. Su Europa ci sono centinaia di regioni caotiche, con cupole e blocchi di ghiaccio.

Mentre lo strato inferiore di ghiaccio superficiale viene riscaldato dalle interazioni mareali tra Giove ed Europa, la superficie si piega su se stessa fratturandosi. Il ghiaccio in alto si indebolisce e la crosta si inarca e affonda, formando blocchi di ghiaccio più grandi e simili a ghiacciai.

Secondo Schenk, questi eventi potrebbero esporre l’acqua liquida al vuoto dello spazio per brevi periodi di tempo. Se fosse così, l’acqua potrebbe “bollire” nel vuoto e produrre cosi dei pennacchi di vapore che si congelerebbero in cristalli.

Alcune indicazioni presenti sulla superficie sembrerebbero suggerire una dinamica simile.
Potremmo osservarlo a una scala di alcuni chilometri sotto forma di aloni oscuri attorno ad alcuni terreni caotici, ma non siamo sicuri“, ha spiegato Schenk.

Un’altra possibilità è che i vasti abissi che si estendono per oltre 1.000 chilometri attraverso la superficie dell’Europa potrebbero espellere il materiale. Occasionalmente gli abissi contengono doppie creste con materiali rossastri scuri che ricoprono le superfici fino a 10 km lungo i lati.

Precedenti ricerche hanno suggerito che il materiale rosso brunito lungo i fianchi potrebbe provenire da uno sfiato esplosivo dagli abissi, proprio come i getti di vapore acqueo dalle fessure centrali lungo le doppie creste di Encelado.

Se i materiali rossastri più scuri che fiancheggiano le doppie creste su Europa sono dovuti allo sfiato di pennacchi come quelli su Encelado, sarebbe stato spettacolare osservarli“, ha detto Schenk.

Durante le eruzioni, le creste avrebbero rilasciato materiale per la maggior parte della loro lunghezza, creando lunghe tende di gas e particelle alte diversi chilometri che si inarcavano nello spazio sopra ogni cresta, anche se è improbabile che siano esplose tutte in una volta.

Sarebbe stato emozionante stare lì, in una tuta spaziale, a guardare questi eventi lungo le creste“, ha detto Schenk.

I nuovi risultati sottolineano la quantità limitata e la bassa qualità delle immagini di Europa. La missione Europa Clipper ha in programma di intraprendere una caccia ai pennacchio, con buona speranza più successo. Fino ad allora, i pennacchi potrebbero rimanere un mistero.

Fonte: Space.com