Alcuni anni fa, gli astronomi pensavano di aver trovato anelli sottili attorno alla luna di Saturno Rhea. Sebbene la possibilità di anelli attorno a questa luna ghiacciata sia stata successivamente annullata, gli astronomi sapevano che c'era ancora qualcosa intorno a Rea che stava causando una strana struttura simmetrica nell'ambiente di particelle cariche attorno alla seconda luna più grande di Saturno. Ora, nuove osservazioni hanno mostrato qualcos'altro intorno a Rea che era completamente inaspettato: un'atmosfera di ossigeno. Nel marzo di quest'anno, la sonda spaziale Cassini ha fatto un sorvolo ravvicinato di Rhea e ha registrato dati che mostrano una sottile atmosfera composta da ossigeno e anidride carbonica.
La fonte dell'ossigeno non è davvero una sorpresa: la densità di Rea di 1.233 volte quella dell'acqua liquida suggerisce che Rea sia per tre quarti ghiaccio e un quarto di roccia. La tenue atmosfera della luna è mantenuta dalla continua decomposizione chimica dell'acqua ghiacciata sulla superficie lunare per irradiazione dalla magnetosfera di Saturno.
L'ossigeno è stato recentemente rilevato anche nelle atmosfere di due delle lune di Giove, Europa e Ganimede. Poiché l'ossigeno è un componente principale dell'atmosfera che circonda gli anelli di Saturno, gli astronomi pensano che potrebbero esserci atmosfere simili attorno ad altre lune ghiacciate che orbitano all'interno della magnetosfera di Saturno.
'I nuovi risultati suggeriscono che la chimica attiva e complessa che coinvolge l'ossigeno può essere abbastanza comune in tutto il sistema solare e persino nel nostro universo', ha affermato l'autore principale Ben Teolis, uno scienziato del team Cassini con sede presso il Southwest Research Institute di San Antonio. “Tale chimica potrebbe essere un prerequisito per la vita. Tutte le prove di Cassini indicano che Rea è troppo fredda e priva dell'acqua liquida necessaria per la vita come la conosciamo'.
Certo, c'è sempre la possibilità della vita come non la conosciamo.
E ci deve essere una sorta di sostanza organica sulla luna, ovvero composti di carbonio. La fonte dell'anidride carbonica nell'atmosfera di Rea non è ancora nota, ma la sua presenza suggerisce che sulla superficie lunare siano in corso reazioni di radiolisi tra ossidanti e sostanze organiche.
Per quanto riguarda una qualsiasi di queste nuove scoperte che ha una relazione con l'ipotesi esclusa degli anelli intorno a Rea, Teolis ha detto a Universe Today che c'è ancora molto sull'ambiente di Rea che deve ancora essere determinato. 'L'esaurimento degli elettroni è attualmente inspiegabile', ha detto Teolis in una e-mail. La caduta netta e simmetrica degli elettroni rilevata intorno a Rea è stata la scoperta iniziale dietro la teoria dell'anello. 'Il nostro pensiero attuale è che possa essere correlato alla ionizzazione dell'atmosfera, forse in combinazione con la carica elettrostatica della superficie di Rhea, ma non ho una risposta definitiva a questo punto. L'interazione atmosfera – magnetosfera è un problema complesso e ci vorrà del tempo per risolverlo. Ma per la prima volta su una luna ghiacciata, i risultati di Cassini ci offrono una finestra di osservazione in situ su questa interazione, la cui comprensione è ancora altamente teorica. Ci stiamo lavorando.'
Rea, vista da Cassini. Credito: NASA
Questi ultimi dati provengono dallo spettrometro di massa neutra e ionica di Cassini e dallo spettrometro al plasma di Cassini durante i passaggi ravvicinati del 26 novembre 2005, del 30 agosto 2007 e del 2 marzo 2010. Lo spettrometro di massa ionica e neutra ha rilevato densità di picco di ossigeno di circa 50 miliardi di molecole per metro cubo (1 miliardo di molecole per piede cubo). Ha rilevato densità di picco di anidride carbonica di circa 20 miliardi di molecole per metro cubo (circa 600 milioni di molecole per piede cubo).
Lo spettrometro al plasma ha visto chiare tracce di flussi di ioni positivi e negativi, con masse che corrispondevano a ioni di ossigeno e anidride carbonica.
Gli scienziati hanno detto che l'ossigeno sembra salire a un'atmosfera quando il campo magnetico di Saturno ruota su Rea. Le particelle energetiche intrappolate nel campo magnetico del pianeta punteggiano la superficie ghiacciata della luna. Provocano reazioni chimiche che decompongono la superficie e rilasciano ossigeno.
Il rilascio di ossigeno attraverso l'irradiazione superficiale potrebbe aiutare a generare condizioni favorevoli alla vita in un corpo ghiacciato diverso da Rhea che ha acqua liquida sotto la superficie, ha detto Teolis. Se l'ossigeno e l'anidride carbonica dalla superficie potessero in qualche modo essere trasportati in un oceano sotto la superficie, ciò fornirebbe un ambiente molto più ospitale per la formazione di composti più complessi e per la formazione di vita.
Gli scienziati non sono sicuri di come viene rilasciata l'anidride carbonica. Potrebbe essere il risultato di 'ghiaccio secco' intrappolato dalla nebulosa solare primordiale, come nel caso delle comete, oppure potrebbe essere dovuto a processi di irraggiamento simili che operano sulle molecole organiche intrappolate nel ghiaccio d'acqua di Rea. L'anidride carbonica potrebbe anche provenire da materiali ricchi di carbonio depositati da minuscole meteore che hanno bombardato la superficie di Rhea.
'Rhea si sta rivelando molto più interessante di quanto avessimo immaginato', ha affermato Linda Spilker, scienziata del progetto Cassini al JPL. 'La scoperta di Cassini mette in evidenza la ricca diversità delle lune di Saturno e ci fornisce indizi su come si sono formate ed evolute'.
Questa ricerca appare nel numero del 25 novembre 2010 di Scienza espressa.
Fonti: Scienza , JPL, scambio di email con Teolis