La fisica delle fessure che eruttano ghiaccio da Encelado sono qualcosa di unico nel nostro sistema solare

Encelado, che orbita intorno a Saturno, è una delle più interessanti lune del sistema solare con i suoi geyser che sparano ghiaccio d'acqua nello spazio. È anche uno dei corpi maggiormente sospettati di poter ospitare la vita nel suo oceano globale di acqua liquida.

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La missione Cassini nel sistema di Saturno ha osservato fessurazioni superficiali sulla luna Encelado uniche nel nostro Sistema Solare che eruttano perpetuamente ghiaccio d’acqua dal suo oceano sotterraneo globale; queste eruzioni appaiono dallo spazio come “strisce” parallele, equamente distanziate lunghe circa 130 chilometri e distanti tra loro 35 chilometri.

Una nuova ricerca condotta da Doug Hemingway con il Carnegie Institute for Science rivela la fisica che governa le fessure attraverso le quali l’acqua dell’oceano esplode dalla superficie ghiacciata della luna, dando al suo polo sud un aspetto insolito a “striscia di tigre“.

Lavorando con Max Rudolph dell’Università della California, Davis e Michael Manga dell’UC Berkeley, Hemingway ha utilizzato modelli per indagare sulle forze fisiche che agiscono su Encelado che consentono alle fessure della banda di tigre di formarsi e rimanere al loro posto. I risultati della loro ricerca sono stati pubblicati da Nature Astronomy.

Il team era particolarmente interessato a capire perché le strisce sono presenti solo sul polo sud della luna, ma erano anche desiderosi di capire perché le fessure sono così uniformemente distanziate.

La risposta alla prima domanda risulta essere un po’ un lancio di monete. I ricercatori hanno rivelato che le fessure che compongono le strisce di tigre di Encelado potrebbero formarsi su entrambi i poli, solo che il polo sud si è appena aperto per primo.



Encelado gode di un riscaldamento interno a causa dell’eccentricità della sua orbita. A volte è un po’ più vicino a Saturno e talvolta più lontano, il che fa deformare leggermente la luna sotto l’azione della gravità del pianeta gigante. È questo processo che impedisce alla luna di congelarsi completamente in una solida palla di ghiaccio.

La chiave che spiega la formazione delle fessure è il fatto che i poli della luna subiscono i maggiori effetti di questa deformazione indotta gravitazionalmente, quindi la calotta glaciale è più sottile su di loro.

Durante i periodi di raffreddamento graduale su Encelado, parte dell’oceano sotterraneo della luna si congela. Poiché l’acqua si espande mentre si congela, mentre la crosta ghiacciata si addensa dal basso, la pressione nell’oceano sottostante aumenta fino a quando il guscio di ghiaccio alla fine si spaccherà, creando una fessura. A causa del loro ghiaccio relativamente sottile, ai poli si creano più facilmente le crepe.

I ricercatori ritengono che la fenditura che prende il nome dalla città di Baghdad sia stata la prima a formarsi (le strisce prendono il nome da luoghi che fanno riferimento alle storie delle Mille e una notte, che sono anche chiamate Arabian Nights). Questa fenditura non si è ricongelata ma è rimasta aperta, permettendo all’acqua dell’oceano di eruttare dal crepaccio causando la formazione di altre tre crepe parallele.

Il nostro modello spiega la spaziatura regolare delle crepe“, ha detto Rudolph.

Le ulteriori spaccature sono formate dal peso del ghiaccio e della neve che si accumulano lungo i bordi della fessura di Baghdad mentre i getti d’acqua dell’oceano sotterraneo si congelavano e ricadevano sulla superficie. Questo peso ha aggiunto un nuovo tipo di pressione sulla calotta glaciale.

Ciò ha causato la flessione della calotta glaciale quanto bastava per innescare una crepa parallela a circa 35 chilometri di distanza“, ha aggiunto Rudolph.

Che le fessure rimangano aperte ed eruttino è anche dovuto agli effetti delle maree gravitazionali di Saturno. La continua deformazione della luna impedisce alla ferita di guarire – allargando e restringendo ripetutamente le fessure spingendo l’acqua dentro e fuori da esse – impedendo al ghiaccio di richiudersi.

Se questa luna di Saturno fosse più grande, la sua maggiore gravità impedirebbe alle fratture aggiuntive di aprirsi completamente. Quindi, fratture come queste possono formarsi esclusivamente su Encelado.

Poiché è grazie a queste fessure che siamo stati in grado di campionare e studiare l’oceano sotterraneo di Encelado, che è amato dagli astrobiologi, abbiamo pensato che fosse importante comprendere le forze che le formavano e le sostenevano“, ha affermato Hemingway. “La nostra modellazione degli effetti fisici sperimentati dal guscio ghiacciato della luna punta a una sequenza potenzialmente unica di eventi e processi che potrebbero consentire l’esistenza di queste strisce distintive“.

Fonte: fratture parallele a cascata su Encelado, Nature Astronomy (2019). DOI: 10.1038 / s41550-019-0958-x, https://nature.com/articles/s41550-019-0958-x

The Daily Galaxy, Peter Field via Carnegie Institute for ScienceNature, arXiv.org

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