Uno scienziato del Southwest Research Institute ha deciso di dimostrare che la minuscola luna più interna di Saturno era un satellite inerte congelato e invece ha scoperto prove convincenti che Mimas ha un oceano interno liquido.
Nei giorni calanti della missione Cassini della NASA, la navicella spaziale ha identificato una curiosa librazione, o oscillazione, nella rotazione della luna, che spesso punta a un corpo geologicamente attivo in grado di sostenere un oceano interno, secondo un nuovo studio.
“Se Mimas ha un oceano, rappresenta una nuova classe di piccoli mondi oceanici invisibili con superfici che non tradiscono l’esistenza dell’oceano”, ha affermato la dott.ssa Alyssa Rhoden di SwRI, specialista in geofisica dei satelliti ghiacciati, in particolare quelli contenenti oceani e l’evoluzione dei sistemi di satelliti dei pianeti giganti.
Mondi oceanici “invisibili”
Una delle scoperte più profonde della scienza planetaria negli ultimi 25 anni è che i mondi con oceani sotto strati di roccia e ghiaccio sono comuni nel nostro sistema solare. Tali mondi includono i satelliti ghiacciati dei pianeti giganti, come Europa, Titano ed Encelado, così come pianeti lontani come Plutone. Mondi come la Terra con oceani di superficie devono risiedere entro un ristretto intervallo di distanze dalle loro stelle per mantenere le temperature che supportano gli oceani liquidi. I mondi oceanici interni dell’acqua (IWOW), tuttavia, si trovano su una gamma molto più ampia di distanze, espandendo notevolmente il numero di mondi abitabili che potrebbero esistere in tutta la galassia.
“Poiché la superficie di Mimas è fortemente craterizzata, abbiamo pensato che fosse solo un blocco di ghiaccio”, ha detto Rhoden.
“Gli IWOW, come Encelado ed Europa, tendono a fratturarsi e mostrano altri segni di attività geologica. Si scopre che la superficie di Mimas ci stava ingannando e la nostra nuova comprensione ha notevolmente ampliato la definizione di un mondo potenzialmente abitabile nel nostro sistema solare e oltre”.
I processi di marea dissipano l’energia orbitale e rotazionale sotto forma di calore in un satellite. Per adattarsi alla struttura interna dedotta dalla librazione di Mimas, il riscaldamento delle maree all’interno della piccola luna deve essere abbastanza grande da impedire all’oceano di gelare, ma abbastanza piccolo da mantenere uno spesso guscio ghiacciato. Utilizzando modelli di riscaldamento delle maree, il team ha sviluppato metodi numerici per creare la spiegazione più plausibile per un guscio di ghiaccio in stato stazionario con uno spessore compreso tra 14 e 20 miglia su un oceano liquido.
“La maggior parte delle volte quando creiamo questi modelli, dobbiamo metterli a punto per produrre ciò che osserviamo”, ha affermato Rhoden. “Questa volta le prove di un oceano interno sono appena uscite dagli scenari di stabilità dei gusci di ghiaccio più realistici e dalle libazioni osservate”.
Il team ha anche scoperto che il flusso di calore dalla superficie era molto sensibile allo spessore del guscio di ghiaccio, cosa che un veicolo spaziale potrebbe verificare. Ad esempio, la navicella spaziale Juno dovrebbe volare su Europa e utilizzare il suo radiometro a microonde per misurare i flussi di calore in questa luna gioviana. Questi dati consentiranno agli scienziati di capire come il flusso di calore influenzi i gusci ghiacciati di mondi oceanici come Mimas, che sono particolarmente interessanti mentre Europa Clipper della NASA si avvicina al suo lancio nel 2024.
“Sebbene i nostri risultati supportino un oceano di oggi all’interno di Mimas, è difficile conciliare le caratteristiche orbitali e geologiche della luna con la nostra attuale comprensione della sua evoluzione termo-orbitale”, ha affermato Rhoden.
“La valutazione dello stato di Mimas come luna oceanica rappresenterebbe un benchmark dei modelli della sua formazione ed evoluzione. Questo ci aiuterebbe a comprendere meglio gli anelli di Saturno e le lune di medie dimensioni, nonché la prevalenza di lune oceaniche potenzialmente abitabili, in particolare a Urano. Mimas è un obiettivo convincente per continuare le indagini”.