10 Maggio 2023
10:46

Forse c’è acqua liquida sotto la crosta delle lune di Urano, cosa dice il nuovo studio NASA

Sotto la superficie di quattro delle lune di urano potrebbero trovarsi oceani di acqua liquida. La scoperta, fatta da un nuovo studio di ricercatori della NASA, potrebbe rendere un nuovo importante obiettivo per le future missioni di esplorazione del sistema solare.

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Forse c’è acqua liquida sotto la crosta delle lune di Urano, cosa dice il nuovo studio NASA
acqua urano

Acqua liquida sotto la superficie delle lune di Urano, questa potrebbe essere la conclusione alla quale sono arrivati i ricercatori NASA dopo aver nuovamente analizzato i dati della sonda Voyager 2. I risultati sono stati pubblicati in uno studio chiamato "Compositions and Interior Structures of the Large Moons of Uranus and Implications for Future Spacecraft Observations" sulla rivista JGR Planets.

L'idea che l'acqua sia una sostanza eccezionalmente rara nell'Universo è una convinzione molto diffusa, ma altrettanto sbagliata: in realtà, nel nostro Sistema Solare come nello spazio interstellare, l'acqua è una sostanza molto comune. Ovviamente, c'è il trucco: stiamo parlando di acqua allo stato solido (ossia ghiaccio) e acqua allo stato gassoso (quindi molecole diffuse nello spazio o nelle atmosfere planetarie): ciò che è realmente raro è l'acqua allo stato liquido, ossia in quelle condizioni precise di temperatura e pressione che le permettono di fornire un ambiente in cui la vita può avere origine e prosperare, almeno in teoria.

Dove si trova l'acqua nel Sistema Solare?

Tuttavia, anche parlando di acqua liquida, sappiamo che ci sono luoghi nel Sistema Solare in cui possiamo trovarla: ovviamente sulla Terra, dove ricopre il 70% della superficie del pianeta, costituisce le calotte polari e i ghiacciai, e dà origine al ciclo idrologico di oceani, nubi, piogge, e fiumi. Ma, con buona probabilità, ci sono oceani di acqua liquida anche sotto la superficie di alcune satelliti naturali dei giganti gassosi del Sistema Solare esterno: si tratta di alcune lune di Giove, come Europa, GanimedeCallisto, e alcune lune di Saturno come Encelado, Titano, e forse Mimas. Ora anche Urano si unisce al gruppo di pianeti le cui lune possiedono strati di acqua liquida sotto la superficie.

Urano, settimo pianeta del Sistema Solare, il primo scoperto in tempi moderni, fu identificato per la prima volta dallo scienziato britannico William Herschel nel 1781 (e per poco non finì per chiamarsi "Giorgio" in onore del sovrano inglese). Attorno ad esso orbitano almeno 27 lune, che prendono i loro noi dai personaggi delle opere di William Shakespeare (e alcune dalle opere di Alexander Pope). Pur essendo stato oggetto di moltissime osservazione da parte dei telescopi (alcune anche da parte dei telescopi spaziali Hubble e James Webb), fino ad oggi Urano è stato osservato da vicino da una sola sonda spaziale, la Voyager 2, durante un sorvolo ravvicinato nel 1986.

L'acqua sulle lune di Urano

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Una illustrazione artistica di Urano e delle sue lune maggiori. (Credits: NASA/Johns Hopkins APL/Mike Yakovlev)

Le lune in questione hanno dimensioni significative: sono più piccole della nostra Luna, ma più grandi di Cerere, uno dei pianeti nani che orbitano intorno al Sole. Il loro interno si pensa che sia composto da una crosta di ghiaccio spesso centinaia di chilometri e un nucleo roccioso all'interno.

Lo studio suggerisce che tra questi due componenti ci sia uno strato di acqua liquida, spesso dai 30 ai 50 chilometri. Il gruppo di ricerca, guidato da Julie Castillo-Rogez del Jet Propulsion Laboratory della NASA, ha cercato di ricostruire la storia di come si è evoluto nel tempo l'interno di queste lune, dalla loro formazione fino ad oggi. Per mantenere lo strato di acqua liquida al di sopra della temperatura di congelamento, è necessario che sia presente una fonte di calore: questa è probabilmente dovuta al decadimento degli atomi radioattivi nel nucleo di roccia delle lune (come in parte succede anche sulla Terra all'interno del nostro pianeta), soprattutto considerando che il calore generato dalle forze gravitazionali di Urano è molto piccolo (al contrario di Giove, le cui forze gravitazionali sono in grado di scaldare in maniera significativa la sua luna galileiana più interna, Io).

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Illustrazione degli interni delle lune maggiori di Urano che mostra la presenza di oceani di acqua liquida sotto la crosta ghiacciata (Credits: NASA/JPL–Caltech)

L'importanza dello studio sugli oceani di Urano

Il gruppo di ricerca ha usato i modelli matematici per stimare quanto sia porosa la superficie delle lune di Urano, trovando che probabilmente sono sufficientemente isolate termicamente da conservare al loro interno il calore necessario per possedere un oceano di acqua liquida all'interfaccia tra crosta di ghiaccio e nucleo di roccia. Ma il riscaldamento interno potrebbe non esser l'unica ragione per l'esistenza di un oceano di acqua liquida: la presenza di cloruri e di ammoniaca disciolti nell'acqua, infatti, potrebbe funzionare da "antigelo", facendo in modo che rimanda liquida anche al di sotto del suo punto naturale di congelamento.

"Quando si tratta di corpi minori, come pianeti nani e lune giganti, chi lavora nelle scienze planetarie ha in passato trovato prove di oceani sotto la superficie in luoghi improbabili," ha dichiarato Castillo-Rogez in una intervista. "Quindi ci sono meccanismi in gioco che non comprendiamo completamente. Questo studio cerca di capire quali possano essere questi meccanismi, e quanto possono essere importanti per i tanti corpi del Sistema Solare che potrebbero essere ricchi di acqua ma possedere una riserva limitata di calore interno."

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Fasi dell’evoluzione dell’interno delle lune maggiori di Urano e ipotesi sulla presenza di strati di acqua liquida sotto la crosta di ghiaccio. (Credits: JPL–Caltech/J. Castillo–Rogez et al., CC BY–NC 4.0)

Studi futuri e nuove missioni

Ovviamente, rimangono ancora molte questioni aperte riguardo la composizione delle lune di Urano, e quali possano essere le caratteristiche degli oceani di acqua liquida che queste sembrano possedere al loro interno. L'Accademia Nazionale delle Scienze statunitense aveva già indicato che Urano e il suo sistema di lune e anelli fosse una priorità per l'esplorazione spaziale del prossimo futuro, proponendo l'idea di una sonda spaziale della NASA da lanciare nei prossimi anni, al momento classificata sotto il nome temporaneo Uranus Orbiter and Probe (UOP). Anche l'ESA, l'agenzia spaziale europea, sta studiando una nuova missione verso Urano, con il nome Odinus.

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