Nel continuo tentativo di svelare i segreti di Saturno e del suo sistema di lune, sono state scoperte alcune cose davvero affascinanti e maestose. Oltre a cose come laghi di metano e atmosfere ricche di propano ( Titano ) alle lune che somigliano alla Morte Nera ( mimi ), sta anche diventando abbondantemente chiaro che i pianeti oltre la Terra possono ospitare oceani interni e persino organismi extraterrestri.
Da nessuna parte questo è più evidente che su Encelado, la sesta luna più grande di Saturno, che possiede anche alcune delle caratteristiche più interessanti del Sistema Solare esterno. Questi includono lunghe vene di ghiaccio blu che assomigliano a strisce, per non parlare di incredibili pennacchi di ghiaccio d'acqua che sono stati avvistati periodicamente esplodere dal polo sud della luna. Questi, a loro volta, aumentano la possibilità di acqua liquida sotto la superficie, e forse anche la vita!
Scoperta e denominazione:
Scoperto nel 1789 da William Herschel, Encelado prende il nome da uno dei giganti della mitologia greca. In effetti, tutte le grandi lune di Saturno prendono il nome dai Titani, come suggerito dal figlio di William Herschel, John Herschel. Scelse questi nomi perché Saturno (noto nella mitologia greca come Kronos) era il padre dei Titani.
Al contrario, in conformità con le convenzioni di denominazione IAU per Encelado, le caratteristiche prendono il nome da personaggi e luoghi della storia classicaLe mille e una notte(alias.notti arabe).I crateri da impatto prendono il nome da personaggi, mentre altri tipi di caratteristiche, come fossae (depressioni lunghe e strette), dorsa (creste), planitia (pianure) e sulci (lunghi solchi paralleli), prendono il nome da luoghi.
Confronto delle dimensioni tra la luna cronica Encelado, la Luna e la Terra. Credito: NASA/JPL-Caltech/Tom Reding
Dimensioni, massa e orbita:
Con un raggio medio di 252 km, Encelado ha una dimensione equivalente a 0,0395 Terre (o 0,1451 Lune). Ma con una massa di 1,08 × 10ventikg, è solo 0,000018 così massiccio. Il pianeta ha un'eccentricità molto minore (0,0047) e orbita attorno a Saturno a una distanza media (semiasse maggiore) di 237.948 km, tra le orbite di Mimas e Tethys.
Encelado impiega 32,9 ore (1,37 giorni) per completare una singola orbita attorno a Saturno, ed è attualmente in una risonanza orbitale di moto medio 2:1 con Dione; il che significa che completa due orbite di Saturno per ogni orbita completata da Dione. Questa risonanza forzata è ciò che mantiene l'eccentricità orbitale di Encelado e provoca la deformazione mareale, e la conseguente dissipazione del calore è la principale fonte di riscaldamento per l'attività geologica di Encelado.
Come la maggior parte dei più grandi satelliti naturali di Saturno, Encelado ruota in sincronia con il suo periodo orbitale, mantenendo una faccia puntata verso Saturno. Il pianeta subisce anche una librazione forzata, dove sembra oscillare rispetto alle altre lune di Saturno, che potrebbe anche fornire a Encelado una fonte di calore interna.
Composizione e caratteristiche della superficie:
Encelado ha una densità di 1,61 g/cm³, che è superiore agli altri satelliti ghiacciati di media grandezza di Saturno, suggerendo una composizione che include una percentuale maggiore di silicati e ferro. Si ritiene inoltre che sia ampiamente differenziato tra un nucleo geologicamente attivo e un mantello ghiacciato, con un oceano di acqua liquida incastonato nel mezzo.
Le misurazioni della gravità effettuate dalla sonda spaziale Cassini della NASA e dal Deep Space Network suggeriscono che la luna di Saturno Encelado ospita un grande oceano interno sotto il suo polo sud.Credito:NASA/JPL-Caltech
L'esistenza di questo oceano di acqua liquida è stata oggetto di dibattito scientifico dal 2005, quando gli scienziati hanno osservato per la prima volta pennacchi contenenti vapore acqueo vomitando dalla superficie polare sud di Encelado. Questi getti sono in grado di erogare 250 kg di vapore acqueo ogni secondo a velocità fino a 2.189 km/h (1.360 mph) e raggiungere 500 km nello spazio.
Nel 2006, è stato stabilito che i pennacchi di Encelado sono la fonte di L'anello E di Saturno e ricostituirlo attivamente . Secondo le misurazioni effettuate dal Cassini-Huygens sonda, queste emissioni sono composte principalmente da vapore acqueo, oltre a componenti minori come azoto molecolare, metano e anidride carbonica. Ulteriori osservazioni hanno rilevato la presenza di idrocarburi semplici come metano, propano, acetilene e formaldeide.
L'analisi combinata di immagini, spettrometria di massa e dati magnetosferici suggerisce che il pennacchio polare sud osservato provenga da camere sotto la superficie pressurizzata. L'intensità delle eruzioni varia in modo significativo a causa dei cambiamenti nell'orbita di Encelado. Fondamentalmente, i pennacchi sono circa quattro volte più luminosi quando Encelado è all'apoapsis (il più lontano da Saturno), il che è coerente con i calcoli geofisici che prevedono che le fessure del polo sud saranno sotto una minore compressione, aprendole così più larghe.
L'esistenza di acque sotterranee è stata confermata grazie a prove fornite dalCassinimissione nel 2014. Ciò includeva misurazioni della gravità ottenute durante i sorvoli del 2010-2012, che hanno confermato l'esistenza di un polo sud oceano sotterraneo di acqua liquida all'interno di Encelado con uno spessore di circa 10 km.
Rappresentazione artistica della possibile attività idrotermale che potrebbe aver luogo sopra e sotto il fondo marino di Encelado. Credito: NASA/JPL
Inoltre, durante il 14 luglio 2005 flyby , la sonda Cassini ha anche rilevato la presenza di calore interno in fuga nella regione polare meridionale. Queste temperature erano troppo alte per essere attribuite al riscaldamento solare e, combinate con l'attività dei geyser, sembravano indicare che l'interno del pianeta è ancora geologicamente attivo.
Ulteriori studi sulle misurazioni della librazione di Encelado mentre orbita attorno a Saturno suggeriscono fortemente che l'intera crosta ghiacciata è staccata dal nucleo roccioso, il che significherebbe che l'oceano sotto la sua superficie è planetario. La quantità di librazione implica che questo oceano globale sia profondo da 26 a 31 chilometri (rispetto alla profondità media dell'oceano terrestre di 3,7 chilometri).
Le osservazioni della superficie di Encelado hanno rivelato cinque tipi di terreno: terreno craterizzato, terreno liscio (giovane), terreno increspato (spesso confinante con aree lisce), crepe lineari, scarpate, avvallamenti e solchi. I rilievi del terreno craterizzato, delle pianure levigate e di altre caratteristiche indicano un livello di riemergere che suggerisce che la tettonica sia un fattore importante nella storia geologica di Encelado.
Osservazioni recenti diCassinihanno fornito uno sguardo più da vicino alla distribuzione e alle dimensioni del cratere. Queste caratteristiche sono state nominate dall'IAU dopo i personaggi e i luoghi della traduzione di Burton diIl libro delle mille e una notte– ovvero il cratere Shahrazad, le pianure di Diyar, la depressione di Anbar.
Rappresentazione artistica della veduta di Saturno da Encelado, con geyser che eruttano a destra in primo piano. Credito: Michael Carroll
Le lisce pianure sono dominate da ghiaccio fresco e pulito, che conferisce a Encelado quella che è forse la superficie più riflettente del Sistema Solare (con un'albedo geometrica visiva di 1,38). Queste aree hanno pochi crateri, il che indica che sono probabilmente più giovani di poche centinaia di milioni di anni. Inoltre, la relativa giovinezza di queste regioni sono un'indicazione che criovulcanesimo e altri processi rinnovano attivamente la superficie.
Il terreno più antico non è solo craterizzato, ma sono state osservate anche numerose fratture, il che suggerisce che la superficie è stata soggetta a estese deformazioni da quando si sono formati i crateri. Alcune aree mostrano regioni senza crateri, indicando importanti eventi di riemergere nel passato geologicamente recente. Le fessure, le pianure, il terreno ondulato e altre deformazioni crostali indicano anche che Encelado è geologicamente attivo.
Uno dei tipi più drammatici di caratteristiche tettoniche trovate su Encelado sono i suoi canyon di rift. Questi canyon possono essere lunghi fino a 200 km, larghi 5-10 km e profondi 1 km. Tali caratteristiche sono geologicamente giovani, perché tagliano altre caratteristiche tettoniche e hanno rilievi topografici affilati con affioramenti prominenti lungo le pareti rocciose.
La prova della tettonica su Encelado è anche derivata da terreno scanalato, costituito da corsie di formazioni curve e creste che spesso separano le pianure lisce dalle regioni craterizzate. Fratture profonde sono un altro, che si trovano spesso in bande che tagliano il terreno craterizzato e che sono state probabilmente influenzate dalla formazione di regolite indebolita prodotta dai crateri da impatto.
Encelado, che mostra la famosa caratteristica 'Tiger Stripes' - una serie di fratture legate su entrambi i lati da ghiaccio colorato. Credito: NASA/JPL/Istituto di scienze spaziali
Si possono vedere anche scanalature lineari che attraversano altri tipi di terreno, come le scanalature e le cinture di colmo. Come le profonde spaccature, sono tra le caratteristiche più giovani di Encelado. Tuttavia, alcuni solchi lineari sono stati ammorbiditi come i crateri vicini, suggerendo che sono più antichi. Sono state osservate anche creste su Encelado, sebbene siano di estensione relativamente limitata e alte fino a un chilometro.
Altre caratteristiche interessanti includono il ' Strisce di tigre “: una serie di fratture delimitate su entrambi i lati da creste nella regione polare meridionale che sono circondate da ghiaccio d'acqua a grana grossa di colore verde menta. Queste fratture sembrano essere le caratteristiche più giovani in questa regione e, combinate con la mancanza di crateri da impatto in quest'area, sono un'ulteriore prova dell'attività geologica.
Atmosfera:
La luna di Saturno Encelado ha un'atmosfera più grande di quella di tutte le altre del Sistema Solare, ad eccezione di Titano . La fonte dell'atmosfera è attribuita al criovulcanesimo periodico, che porta a gas e vapore che fuoriescono dalla superficie o dall'interno. La prova di un'atmosfera tenue proveniva dalle letture del magnetometro fornite dalCassinisonda nel 2005.
Ciò consisteva in una maggiore rilevazione della potenza delle onde ciclotroniche ioniche, che sono prodotte dall'interazione di particelle ionizzate e campi magnetici. Durante i successivi due incontri, il team del magnetometro ha determinato che i gas nell'atmosfera di Encelado sono concentrati nella regione del polo sud, con una densità atmosferica lontana dal polo molto più bassa.
Geyser di vapore acqueo che eruttano dal polo sud di Encelado. Credito: NASA/JPL
Proprio come il contenuto dei pennacchi a getto, questa atmosfera è composta principalmente da vapore acqueo (91%), ma mostra anche segni di componenti minori come azoto molecolare (4%) e anidride carbonica (3,2%). Ci sono state anche prove di idrocarburi semplici, che assumono la forma di metano (1,7%) e tracce di propano, acetilene e formaldeide.
Abitabilità:
Sin dalla scoperta dei geyser di Encelado e delle prove che suggerivano un oceano interno, gli scienziati hanno ipotizzato la possibilità che ci sia vita su Encelado. Poiché riflette così tanta luce solare, la temperatura superficiale media a mezzogiorno raggiunge solo -198 °C, il che la rende un po' più fredda rispetto ad altri satelliti croniani. Tuttavia, all'interno del nucleo, esistono molteplici indicazioni di vita.
La sua risonanza con Dione eccita la sua eccentricità orbitale, che le forze di marea smorzano, provocando il riscaldamento di marea del suo interno. Ciò offre una possibile spiegazione per la sua attività geologica e suggerisce anche che i suoi oceani interni siano più caldi più vicini al nucleo. Inoltre, i modelli geologici hanno indicato che il grande nucleo roccioso è poroso, consentendo all'acqua di fluire attraverso di esso per raccogliere calore.
A modello dell'oceano di Encelado creato da Christopher R. Glein et al. (2015) suggerisce che abbia un pH alcalino compreso tra 11 e 12. Questo pH elevato (alcalino) è interpretato come una conseguenza della serpentinizzazione della roccia condritica, che porta alla generazione di idrogeno molecolare (H²). Questa fonte geochimica di energia può essere metabolizzata dai microbi metanogeni per fornire energia per la vita.
La presenza di un oceano interno salato con una fonte di energia e semplici composti organici sono tutte forti indicazioni che i microbi possono esistere più vicino al nucleo, dove l'acqua è calda e gli elementi fondamentali della vita esistono.
Esplorazione:
Sebbene sia stata scoperta per la prima volta alla fine del XVIII secolo, gli astronomi non hanno saputo molto di questa luna per molti secoli. Non è stato fino a quando non è stato visitato per la prima volta in una serie di sorvoli dai due della NASA Viaggiare navicella spaziale negli anni '80 che alcune cose cominciarono a diventare evidenti su Encelado.
Rappresentazione artistica di Voyager 1 che raggiunge Saturno e il suo sistema di lune. Credito immagine: NASA/JPL – Caltech
Per cominciare, ilViaggiarele missioni hanno mostrato che il pianeta ha un diametro di soli 500 km (310 miglia), il che lo rende meno di un decimo del diametro della più grande luna di Saturno, Titano. Hanno anche notato che la maggior parte della superficie è ricoperta di ghiaccio fresco e pulito; conferendogli un aspetto candido e puro che attira anche quasi il 100% della luce solare che colpisce la sua superficie.
IlViaggiare1la missione ha anche confermato che Encelado era incastonato nella parte più densa del diffuso E-ring di Saturno. In combinazione con l'apparente aspetto giovanile della superficie,Viaggiaregli scienziati hanno suggerito che l'E-ring fosse costituito da particelle emesse dalla superficie di Encelado. Ilin viaggio 2mission ha fornito fotografie migliori rispetto al suo predecessore, confermando la presenza di una superficie giovanile, ma anche altre caratteristiche.
Entro il 2005, ilCassinila navicella spaziale ha iniziato a eseguire più sorvoli ravvicinati di Encelado, rivelando la sua superficie e l'ambiente in modo più dettagliato. In particolare,Cassiniscoprì i pennacchi ricchi d'acqua che fuoriuscivano dalla regione polare meridionale di Encelado, che divenne oggetto di molte ricerche e speculazioni.
Cassiniha fornito una forte evidenza che Encelado ha un oceano con una fonte di energia, sostanze nutritive e molecole organiche, rendendo Encelado uno dei posti migliori per lo studio di ambienti potenzialmente abitabili per la vita extraterrestre.Al contrario, si pensava che l'acqua fosse sulla luna di Giove Europa si trova sotto uno strato di ghiaccio molto più spesso.
Un'illustrazione artistica della navicella spaziale Cassini. Credito immagine: NASA/JPL
Cassini'L'ultimo sorvolo è avvenuto il 14 ottobre 2015, passando la luna ad un'altitudine di 1.839 chilometri (1.142 miglia) sopra la regione polare settentrionale. Questa era la prima volta cheCassiniaveva potuto osservare la regione polare settentrionale, poiché in tutte le precedenti occasioni la regione settentrionale stava vivendo il suo ciclo invernale ed era nascosta dall'oscurità.
Gli strumenti di Cassini hanno fotografato molteplici caratteristiche della superficie, inclusi crateri (molti dei quali sembrano fondersi), fratture e rughe. Si ritiene che queste ultime caratteristiche siano un'indicazione che la velocità di rotazione della luna è cambiata, il che potrebbe essere un'altra indicazione che la superficie ha subito più episodi di attività geologica nel corso di gran parte della sua vita.
Le scoperteCassiniha fatto a Encelado hanno spinto gli studi sui concetti di missione di follow-up. Nel 2013, la NASA ha proposto un possibile missione di restituzione del campione a Encelado che comporterebbe un orbiter a basso costo. Questa missione verrebbe lanciata negli anni 2020 e negli ultimi 15 anni.
Un'altra proposta per un flyby di sonda, noto come Viaggio su Encelado e Titano (JET) analizzerebbe il contenuto del pennacchiosul posto.Proposta in risposta al Discovery Announcement of Opportunity del 2010 della NASA, la missione prevede che un orbiter conduca sondaggi di spettroscopia di massa ad alta risoluzione su Encelado e Titano, valutandoli per il potenziale biologico.
Il Centro aerospaziale tedesco ha anche proposto di studiare l'abitabilità del sottosuolo oceanico di Encelado utilizzando un Encelado esploratore , e due concetti di missione orientati all'astrobiologia (il Encelado Life Finder e Indagine sulla vita per Encelado ). Nel 2007, l'Agenzia spaziale europea (ESA) ha proposto di inviare una sonda su Encelado in una missione da combinare con gli studi di Titano - noto come Tandem (Missione Titano ed Encelado).
Inoltre, c'è il Missione del sistema Titan Saturno (TSSM), una proposta di punta congiunta NASA/ESA da esplorare le lune di Saturno (con un focus su Encelado).TSSMera in competizione con il Missione Sistema Europa Giove (EJSM) proposta di finanziamento. Nel febbraio 2009, è stato annunciato che la NASA/ESA aveva dato ilEJSMpriorità della missione prima diTSSM, benchéTSSMcontinuerà ad essere studiato e valutato.
Encelado è un bersaglio allettante per future ricerche ed esplorazioni, e per una buona ragione. Per cominciare, è uno dei pochi corpi del Sistema Solare (insieme a Terra, Io e Tritone ) per aver confermato l'attività vulcanica contemporanea. La seconda è la netta possibilità che la vita esista sotto la sua superficie ghiacciata, proprio come Europa. Ma con Encelado, arrivare in un posto dove potremmo studiare quella vita sarebbe molto più facile.
Pertanto, è quasi certo che qualsiasi missione su Saturno e/o il Sistema Solare esterno nei prossimi anni comporterà probabilmente un sorvolo ravvicinato di Encelado. Forse faremo anche un salto in un lander e un esploratore acquatico per esaminare la superficie e sbirciare sotto di essa!
Abbiamo scritto molti articoli su Encelado per Universe Today. Ecco un articolo su sale trovato nei pennacchi di Encelado , e il possibilità di un oceano liquido su Encelado .
Ed ecco una carrellata di Le scoperte più interessanti di Cassini .
Se desideri maggiori informazioni su Encelado, dai un'occhiata Guida all'esplorazione del sistema solare della NASA , ed ecco un link a a bella immagine a mosaico di Encelado .
Abbiamo registrato un episodio di Astronomy Cast tutto sulle lune di Saturno. Ascolta qui, Episodio 61: Le lune di Saturno .
Fonti: