Una spruzzata d’acqua dalla luna Encelado

JWST esplora l’interazione tra i pennacchi della luna e gli anelli di Saturno

La regione sud di Encelado con i pennacchi di vapore acqueo visti in controluce dalla sonda Cassini.

Tra le tante spettacolari scoperte della sonda Cassini della NASA/ESA/ASI, la più eccitante è certamente il criovulcanismo di Encelado. Nel 2005, dopo un sorvolo ravvicinato sopra la regione sud, il magnetometro a bordo della navicella aveva registrato l’inconfondibile firma dell’acqua provenire dalla piccola luna saturniana. Agli esperti vennero subito in mente le immagini prese dalle due Voyager che mostravano una superficie giovane con pochi crateri d’impatto. Encelado poteva essere una luna geologicamente attiva e la sua presenza nel sistema di anelli fece sospettare un qualche tipo di relazione.

La scoperta dei pennacchi

La scoperta di Cassini indusse i responsabili della missione a rimodulare l’intero programma della grande sonda, programmando nuovi sorvoli di Encelado. Cassini, già nel primo di tali sorvoli, si avvicinò a circa 150 Km dalla superficie, non solo confermando la presenza di acqua ma documentando l’esistenza di pennacchi nelle immagini in controluce.

La presenza di tali strutture era la prova che la luna, nonostante il diametro di 505 Km, alimentava nella sua regione sud fenomeni di criovulcanismo ed erano soprattutto la prova della presenza di acqua liquida sotto la sua crosta ghiacciata di età geologicamente molto giovane. I pennacchi provenivano da particolari strutture battezzate “strisce di tigre” in cui erano presenti dei geyser da cui eruttava ghiaccio, vapore acqueo e composti organici. Tutto questo scatenò l’entusiasmo e l’interesse degli esobiologi verso Encelado e l’ambiente del suo oceano interno.

Il pennacchio di vapore acqueo catturato in infrarosso dal JWST. La struttura è estesa circa 40 volte il diametro di Encelado, grande quanto un pixel nell’immagine e mostrato nel riquadro. L’acqua proviene da un oceano interno localizzato a sud del corpo celeste.
(NASA, ESA, CSA, STScI, G. Villanueva (Nasa’s Goddard Space Flight Center), A. Pagan (STScI))

Un oceano interno

Cassini ha trascorso oltre un decennio nel sistema di Saturno raccogliendo i dati necessari per caratterizzare la struttura e i fenomeni di Encelado. In base ai dati, è stimato a circa 4% il volume di acqua salata degli oceani terrestri, più che sufficiente a sostenere un habitat per qualche forma di vita autoctona. Insieme alla luna gioviana Europa, Encelado è infatti considerato uno dei posti più promettenti dove cercare forme di vita. Entrambe le lune sono in testa agli obiettivi scientifici di esobiologia nel Sistema Solare e saranno meta di specifiche missioni esplorative, cercando pure un sistema per penetrare la spessa crosta di ghiaccio cristallino durissimo.

Le osservazioni con il JWST

In attesa di tali future missioni, tutt’altro che imminenti, gli astronomi possono ottenere nuove informazioni su questi mondi, sia con osservazioni dal suolo sia dallo spazio con i potenti occhi del telescopio Hubble e quelli infrarossi del JWST. Alle lunghezze d’onda infrarosse l’acqua è notoriamente un bersaglio facile quindi il Webb può raccogliere importanti informazioni dalla sua particolare posizione nel punto di equilibrio Terra-Sole L2 a circa 1,5 milioni di Km dalla Terra. In particolare il suo strumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) è cruciale per scrutare l’attività endogena di Encelado a distanza.

Lo spettro infrarosso preso con lo strumento NIRSpec ha permeso di riconoscere le firme dell’acqua. (Tratto da G. L. Villanueva et al. 2023)

300 litri al secondo

Nello specifico i ricercatori erano interessati all’estensione di tali pennacchi e come interagissero con il sistema di anelli. Dalla regione sud di Encelado fuoriescono circa 300 litri di acqua al secondo ed è una quantità impressionante, pensando che tale flusso è costante da un arco di tempo imprecisabile. Le immagini della NIRCam mostrano un pennacchio di vapore acqueo che si estende per 40 volte la dimensione della luna stessa, permettendo ai ricercatori, per la prima volta, di vedere direttamente come questo pennacchio alimenti d’acqua l’intero sistema di Saturno.

L’acqua emessa da Encelado alimenta una struttura toroide lungo la sua orbita. (Tratto da G. L. Villanueva et al. 2023)

Le osservazioni di Webb dimostrano come il 30% del vapore acqueo finisca in un toroide, mentre l’altro 70% si disperde nel sistema saturniano. Le future osservazioni serviranno a definire meglio questo ciclo idrico e focalizzare gli obiettivi delle future missioni esplorative in loco.

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Informazioni su Giuseppe Donatiello 353 Articoli
Nato nel 1967, astrofilo da sempre. Interessato a tutti gli aspetti dell'astronomia, ha maturato una predilezione per il deep-sky, in particolare verso i temi riguardanti il Gruppo Locale e l'Universo Locale. Partecipa allo studio dei flussi stellari in galassie simili alla Via Lattea mediante tecniche di deep-imaging. Ha scoperto sei galassie nane vicine: Donatiello I (2016), Donatiello II, III e IV nel sistema di NGC 253 (2020), Pisces VII (2020) e Pegasus V (2021) nel sistema di M31. Astrofotografo e autore di centinaia di articoli, alcuni con revisione paritaria.