Vita extraterrestre sulle lune del Sistema Solare esterno

a cura di Gianluca Turconi

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Giove e le sue lune

Anche se la ricerca scientifica si è concentrata negli ultimi anni sulla possibilità di vita extraterrestre su Marte, l'esplorazione in corso del Sistema Solare esterno ha mostrato a più riprese che le lune dei giganti gassosi Giove e Saturno presentano molte caratteristiche necessarie per ospitare la vita come noi la conosciamo sulla Terra.

Giove e le lune galileiane - Immagine in pubblico dominio, fonte Wikimedia Commons

Giove e le lune galileiane.

In particolare, l'interesse è caduto sulle lune di Giove, il più grande dei pianeti del Sistema Solare. Per comprendere le particolarità dei suoi satelliti, è bene conoscere meglio questo gigante gassoso. Giove deve il suo nome al padre degli Dei, secondo la mitologia romana, e molte delle sue lune hanno nomi derivanti dalle sue amanti, sempre secondo i miti antichi. Nel 1610, Galileo Galilei contribuì a rivoluzionare il modo con cui noi guardiamo l'Universo supportando la visione copernicana della Terra che ruota intorno al Sole e non viceversa, grazie alla scoperta delle quattro lune più grandi di Giove: Io, Europa, Ganimede e Callisto. Da allora esse sono definite "lune galileiane". La caratteristica principale di Giove, oltre la sua dimensione, è il suo campo magnetico, all'incirca ventimila volte più potente di quello terrestre, che ha un'influenza enorme sulle sue lune.

Sebbene questo grande pianeta abbia almeno sessantaquattro lune (altri corpi orbitanti sono ritenuti troppo piccoli per meritare quel nome), l'attenzione degli scienziati per la ricerca di vita extraterrestre si è indirizzata verso tre lune galileiane: Europa, Ganimede e Callisto. Esse hanno grandi superfici ghiacciate sotto le quali vi potrebbero essere composti organici in grado di costituire le basi per la vita.

Entrando nello specifico, un sottile strato di ghiaccio permette all'acqua sottostante di rimanere liquida, anche durante i lunghi periodi invernali della zona gioviana. Per esempio, la crosta ghiacciata di Europa protegge il suo oceano nonostante la grande distanza dal Sole. Nel corso della rotazione di Europa attorno a Giove, il potente campo magnetico del gigante gassoso comprime e flette il satellite, generando impressionanti fenomeni di marea e calore interno che impedisce all'acqua di ghiacciare completamente.

Sotto la superficie di Europa, la presenza di vulcani attivi aggiunge altro calore all'acqua, creando nicchie in cui la vita batterica potrebbe prosperare come fa sulla Terra. In aggiunta all'oceano, su Europa esistono altre zone favorevoli alla vita sotto la superficie ghiacciata, definite "laghi". Si tratta di grandi aree di ghiaccio fuso dalle maree gioviane o dai vulcani che possono durare milioni di anni allo stato liquido. Gli scienziati ritengono che esse abbiano più acqua dei Grandi Laghi del Nord America.

Recentemente, grazie al telescopio spaziale Hubble, si è scoperta una terza area favorevole alla vita su Europa. In alcune immagini scattate dal telescopio sono infatti stati immortalati immensi geyser di vapore acqueo eruttare nell'emisfero meridionale. Una sonda orbitante potrebbe campionare l'acqua marina spinta nello spazio in questo modo alla ricerca dei mattoni della vita.

Procedendo nell'analisi delle lune galileiane, Ganimede è il più grande satellite naturale del nostro Sistema Solare, più grande addirittura di Mercurio e Plutone. Ha persino una propria magnetosfera naturale. Dalle missioni esplorative del passato è stato determinato che questa luna ha almeno un grande oceano sotto strati di ghiaccio. Ganimede sarà l'oggetto principale di studio della missione europea JUICE di cui si parlerà in seguito.

Anche Callisto potrebbe avere un oceano liquido sotto croste ghiacciate. Tuttavia, questa luna ha il più basso indice di riflessione tra le lune galileiane, quindi la maggior parte della superficie dovrebbe essere invece costituita da rocce.

Anche la NASA statunitense ha in programma di inviare una sonda esplorativa nel sistema gioviano per studiare questi mondi "oceanici". Essa si chiamerà Europa Clipper, partirà dopo la sonda JUICE, probabilmente verso il 2023/2025, e passerà nelle vicinanze di Europa, utilizzando strumentazione specifica per mappare il satellite e, possibilmente, prendere campioni dai geyser, in modo da determinare quali composti siano presenti nell'oceano sotto la superficie di ghiaccio.

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Encelado

Durante la sua lunga vita operativa, la sonda Cassini della NASA ha rilevato geyser d'idrogeno sulla superficie di Encelado, una luna di Saturno.

Encelado, luna di Saturno, fotografata dalla sonda Voyager 2

Encelado, luna di Saturno, fotografata dalla sonda Voyager 2.

Linda Spilker, scienziata del progetto Cassini a Pasadena, California, ci fornisce maggiore dettagli in merito: "L'idrogeno proviene da sfiati idrotermali sul fondo marino di Encelado ed è poi spinto nello spazio in geyser. Questa è una scoperta molto significativa in quanto l'idrogeno potrebbe essere una fonte di energia chimica adatta allo sviluppo di microbi nell'oceano di Encelado".

"Stiamo spostando le frontiere dell'esplorazione spaziale sempre più in là, scoprendo nuovi ambienti ritenuti impossibili nel nostro Sistema Solare e che potrebbero ospitare la vita già oggi" ha dichiarato Jim Green, direttore di scienza planetaria al quartier generale della NASA a Washington.

La sonda Cassini è stata di vitale importanza per fotografare i geyser di Encelado. In aggiunta, essa li ha persino attraversati nell'ottobre 2015 e, grazie alla sua strumentazione, è stato possibile determinare che essi sono composti per il 98% di acqua. La campionatura effettuata con uno spettrometro ha rilevato inoltre ammoniaca, anidride carbonica, metano e composti organici.

Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE)

La sonda Jupiter Icy Moons Exporer (JUICE, Esploratore delle lune ghiacciate di Giove) è un progetto dell'ESA, l'Agenzia Spaziale Europea, che prevede il suo lancio nel 2022 e l'arrivo nel sistema gioviano nel 2029. Da quel momento, JUICE spenderà tre anni e mezzo nell'analisi dell'atmosfera del pianeta gigante, della sua enorme magnetosfera, dei suoi sottili anelli (Anche Giove, come Saturno, li ha!) e dei suoi satelliti.

Si soffermerà soprattutto sullo studio di Ganimede, Europa e Callisto, e dei loro oceani sotto le croste ghiacciate. La missione culminerà con l'entrata in orbita intorno a Ganimede, dove proseguirà per otto mesi, trasformando JUICE nella prima sonda a orbitare intorno a una luna che non sia la nostra.

JUICE sarà equipaggiata con telecamere, un radar in grado di penetrare la superficie ghiacciata, un altimetro e sensori per il monitoraggio dei campi magnetici nel sistema gioviano.

Nel marzo 2017 è stato presentato un disegno preliminare della sonda, comprese le sue interfacce con gli strumenti scientifici orbitali e di superficie, che consentirà la costruzione di un prototipo da sottoporre a test rigorosi, necessari per garantirne il funzionamento nel corso del lungo viaggio verso Giove.

Le sonde Europa Clipper della NASA e JUICE dell'ESA - Immagine in pubblico dominio, fonte Wiimedia Commons

Concept Art delle sonde Europa Clipper della NASA (in alto nell'immagine) e JUICE dell'ESA (in basso).

La sonda spaziale avrà un peso complessivo di oltre cinque tonnellate che comunque la renderanno compatibile col razzo vettore Ariane 5 di costruzione europea. L'operatività nel sistema gioviano, molto lontano dal sole, comporta la necessità per JUICE di avere due grandi ali composte di pannelli solari (superficie totale di circa centro metri quadrati) da cui trarre l'energia per alimentare le apparecchiature di bordo.

Dopo il lancio, JUICE effettuerà cinque accelerazioni gravitazionali assistite, tre presso la Terra e una ciascuno presso Venere e Marte, fino a essere correttamente lanciata sulla sua rotta verso Giove. Dal momento che la sonda transiterà a una distanza dal Sole potenzialmente pericolosa durante il passaggio nelle vicinanze di Venere, le ali munite di pannelli saranno notevolmente inclinate per evitare danni alle celle solari montate a bordo. JUICE sarà comunque dotata di un motore principale che sarà usato per entrare in orbita intorno a Giove e, successivamente, intorno a Ganimede.

In aggiunta alle alte temperature, i componenti di JUICE dovranno essere resistenti anche ai potenti campi elettromagnetici a cui saranno sottoposti e, inoltre, la sonda non dovrà produrne di propri, così da evitare che possa influenzare i dati rilevati durante la missione. Per lo stesso motivo, durante la costruzione di JUICE saranno seguite severe linee guida per la protezione planetaria. In questo modo, la sonda non potrà contaminare con virus, batteri o spore i propri oggetti di studio, quando si sposterà verso le lune ghiacciate alla ricerca di vita. Sempre per preservare gli ambienti incontaminati, JUICE verrà costruita in maniera da non schiantarsi su Ganimede al termine della propria missione, almeno per alcune centinaia di anni.

Aggiungeremo un altro po' di spazzatura spaziale nel nostro Sistema Solare, come siamo purtroppo abituati a fare, ma non ci saranno possibilità di danneggiare vita extraterrestre nascosta, nell'eventualità che JUICE non la scoprisse nel suo viaggio.

Sitografia e letture consigliate

https://www.space.com/

http://sci.esa.int/juice/

http://edition.cnn.com/

https://www.cbsnews.com/

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