Lo straordinario mondo di Encelado

Encelado il sesto satellite di Saturno per grandezza fu scoperto il 28 agosto 1789 da William Herschel e per molto tempo rimase un corpo celeste sostanzialmente sconosciuto. Occorrerà aspettare il passaggio della sonda Voyager 2, che durante il suo fly-by del 26 agosto 1982, inviò immagini spettacolari della superficie coperta di neve, di crateri e di profondi crepacci nel ghiaccio che mostrarono quanto Encelado fosse una luna insolitamente luminosa, per via del fatto che riflettesse il 99% della luce solare.

I primi enigmi che si posero gli astronomi riguardavano questo straordinario albedo, dipendeva dalla superficie completamente ghiacciata oppure entravano in gioco altri processi fisici? E poi c’era il misterioso anello E di Saturno, che l’Osservatorio Allegheny dell’Università di Pittsburgh fotografò per la prima volta nel 1966. Encelado si muove intorno a Saturno entro il bordo interno dell’anello E, costituito da piccoli cristalli di ghiaccio.

Un ulteriore passo in avanti sulla conoscenza dei segreti di Encelado avviene quando il 14 luglio 2005 la sonda Cassini, della missione NASA-ESA, fotografò nuvole di vapore acqueo congelato sospese sulla sua superficie, che è coperta da crepacci di temperatura relativamente calda. Due anni dopo, la sonda Cassini fornì le prime foto dei geyser vicino al polo sud che sparano acqua dall’interno della luna verso lo spazio.

Encelado è un satellite piuttosto piccolo, il suo diametro medio misura circa 505 chilometri, poco più della distanza tra Firenze e Napoli. Parliamo di diametro medio in quanto l’attrazione gravitazionale di Saturno ha fatto assumere alla luna una forma elissoidale. Encelado non può essere osservato ad occhio nudo dalla Terra poiché la sua luminosità è di circa 11,8 magnitudine e in condizioni ottimali, l’occhio umano può vedere un corpo celeste fino ad un valore massimo di 6.

L’orbita di Encelado

Encelando orbita intorno a Saturno con una rotazione circolare quasi perfetta e il suo raggio orbitale medio è di circa 238.000 chilometri, il che significa che il satellite è molto vicino al suo pianeta madre e questa vicinanza è fondamentale per capire i processi che avvengono al suo interno. Encelado infatti dista dalla “superficie” di Saturno poco meno di 180.000 chilometri e il pianeta degli anelli ha circa 95 volte la massa della Terra e conseguentemente un’attrazione gravitazionale 95 volte più intensa.

Queste caratteristiche fanno si che anche Encelado, come la Luna, mostri sempre la stessa faccia al pianeta madre. L’orbita di Encelado è anche influenzata da alcuni dei 62 satelliti naturali di Saturno, quelli che sono ovviamente più vicini a lui. Per completare un’orbita intorno a Saturno, Encelado impiega 1 giorno, 8 ore e 453 minuti, viaggiando alla velocità di 12,64 km al secondo, dodici volte più veloce della nostra Luna.

Una palla di ghiaccio

La superficie di Encelado è interamente ricoperta da una coltre di ghiaccio, del semplice e normale ghiaccio d’acqua, che riflette la luce ancora più della neve. Questa desolazione bianca fa si che la luna sia ancora più fredda di quanto giustificato dalla sola, enorme distanza dal Sole, circa 1,4 miliardi di chilometri. Questo surplus di freddo dipende proprio dall’altissima riflettività della luce causata dal ghiaccio.

Se il paesaggio di Encelado è completamente bianco, la sua morfologia è meno omogenea. Le pianure si alternano a creste alte da 500 a 2.000 metri ed entrambe possono comprendere fossati, depressioni e precipizi o essere coperte in parte da crateri. Le pianure di Encelado sono geologicamente molto giovani. Si stima che abbiano meno di 200 milioni di anni. I crateri di questa piccola luna, contrariamente a quelli terrestri erosi dagli agenti atmosferici, sono modellati e erosi dal movimento dei ghiacci. Probabilmente sono le placche ghiacciate che si scontrano tra loro formando scogliere che possono raggiungere anche i 1.000 metri di altezza.

Il Polo Sud di Encelado

Il Polo Sud di Encelado è un luogo caotico dove si svolgono fenomeni straordinari. Le immagini scattate dalla sonda Cassini ci mostrano un terreno caratterizzato da faglie e scogliere, con relativamente pochi crateri. Come se non bastasse sono presenti numerosi blocchi di ghiaccio con un’altezza variabile dai 10 ai 500 metri di altezza. La superficie dell’intero Polo Sud è caratterizzata da una serie di lunghe striature che sono state chiamate “strisce di tigre”, ognuna delle quali è lunga centinaia di chilometri e separate tra loro da circa 35i chilometri. Le strisce di tigre, che sono fino a 25 gradi Celsius più calde rispetto all’ambiente circostante, sono il punto da cui fuoriescono i famosi Geyser di Encelado.

Gli scienziati si sono chiesti come mai le strisce di tigre sono presenti soltanto al Polo Sud di questa luna di Saturno. L’ipotesi più accreditata e che le fessure che compongono le strisce di Encelado potrebbero essersi formate su entrambi i poli, ma quelle del polo sud si sono appena aperte.

Encelado sembra essere riscaldato internamente, e il riscaldamento è dovuto in buona parte all’eccentricità della sua orbita e agli effetti di marea derivanti. A volte la luna è un po’ più vicina a Saturno e talvolta un po’ più lontana, e questo altera leggermente la forma del satellite – stirandola e deformandola, per poi rilasciarla – per via della gravità del gigante gassoso. E questo processo impedisce alla luna di congelarsi completamente e divenire totalmente solida.

Lungo tutte le strisce di tigre grandi quantità di vapore acqueo cristallizzato vengono scagliate nello spazio ad altissima velocità, tra i 400 e i 1250 metri al secondo, una parte di questo materiale ricade su Encelado sotto forma di neve, mentre un’altra parte rifornisce l’anello E di Saturno.

Una passeggiata su Encelado

Encelado non ha una vera e propria atmosfera, soltanto in prossimità del Polo Sud, la quantità di materiale espulsa dai geyser rimane in sospensione creando una sottile traccia atmosferica composta dal 91% di vapore acqueo, 4% di azoto, 3,2% di anidride carbonica e 1,7% di metano. Un ipotetico astronauta che riuscisse ad atterrare su Encelado godrebbe di una vista mozzafiato e del tutto particolare.

Vedrebbe il cielo completamente nero per la sostanziale assenza di una vera atmosfera, il Sole non oscurato da alcuna nuvola apparirebbe un nono più piccolo di come ci appare sulla Terra. Il nostro pioniere spaziale godrebbe della vista di Saturno soltanto se il suo lander fosse atterrato sul lato rivolto verso il gigante gassoso. Sull’equatore Saturno brillerebbe verticalmente sull’osservatore ma vicino ai poli il pianeta madre apparirebbe basso sulla linea dell’orizzonte.

Gli anelli di Saturno posti sullo stesso piano del satellite mostrerebbero solo il bordo, per altro sottile allo sguardo dell’astronauta. Se il nostro esploratore volesse poi esplorare anche il lato nascosto di Encelado dovrebbe effettuare una lunga escursione, favorita dalla bassissima gravità. Un uomo dal peso di 86 kg su Encelado peserebbe soltanto 1 kg! Questo non significa poter effettuare i teorici salti da 40 metri che queste condizioni di peso permetterebbero, ragioni di sicurezza obbligherebbero il nostro esploratore a mantenere una velocità di poco superiore a quella che è possibile sostenere sulla nostra Luna. Una passeggiata su Encelado è un po’ come fare un’attività extra veicolare nello spazio.

L’oceano sommerso

I dati forniti dalla missione Cassini hanno permesso di stabilire che Encelado possiede una massa molto superiore rispetto ai dati precedenti, ricavando una densità di circa 1,61 g/cm³. Questo dato è superiore a quello delle altre lune ghiacciate di media dimensione di Saturno, indicando che Encelado è costituito da una percentuale superiore di silicati e ferro. Ne consegue che l’interno del satellite potrebbe aver generato una maggiore quantità di calore dal decadimento elementi radioattivi. Un altro dato straordinario di questa luna è che se tutto il suo ghiaccio fosse riunito in una forma sferica avrebbe un diametro di quasi 400 chilometri rispetto ai 505 del satellite. Un dato proporzionalmente superiore a quello raffrontabile con la stessa stima fatta sul nostro pianeta.

Il calore generato attraverso il decadimento radioattivo del nucleo roccioso di Encelado potrebbe portare alla fusione del ghiaccio. Sopra il nucleo roccioso c’è quindi il regno dell’acqua e del ghiaccio. Grazie allo studio della composizione chimica dei vapori acquei scagliati dai geyser e dell’anello E di Saturno sotto la coltre ghiacciata di Encelado è fortemente ipotizzabile la presenza di un oceano di acqua liquida salata. La presenza di acqua liquida al di sotto della crosta implica che ci sia una sorgente di calore interna per mantenerla in tale stato: si pensa sia una combinazione tra il decadimento radioattivo e il riscaldamento mareale.

Ulteriori studi datati 2014 sostengono che sotto l’emisfero meridionale della luna esiste un oceano collocato 30–40 km sotto lo strato superficiale di ghiaccio, profondo 8 km e la cui massa totale è paragonabile a quella del Lago Superiore della Terra. Come il nucleo della luna, il fondale marino potrebbe essere roccioso, e questo creerebbe un ambiente favorevole ad alcune forme di vita. Si tratterebbe di forme di vita estremamente semplici, microorganismi in grado di sopravvivere in condizioni di assenza di ossigeno e senza l’apporto della fotosintesi.

Una missione umana su Encelado?

Al momento l’uomo non è in grado di progettare una missione con esseri umani a bordo per l’esplorazione diretta di questo affascinante satellite di Saturno. In linea di principio sarebbe possibile costruire un astronave con equipaggio umano ma il costo finanziario sarebbe proibitivo e a questo primo scoglio si aggiungerebbero ben altri impedimenti: la sicurezza dell’equipaggio umano, la durata del viaggio, le difficoltà di un atterraggio sicuro su Encelado, la quantità di carburante necessaria sia per il viaggio di andata che per quello di ritorno.

Con gli attuali sistemi di propulsione il viaggio di una missione umana durerebbe tra andata e ritorno circa venti anni. A tutti gli effetti si tratterebbe di una missione suicida e dai costi proibitivi. In un futuro a medio termine dovremo quindi affidare ancora a sonde robotiche l’ulteriore esplorazione di Encelado, magari con un criobot in grado di penetrare la crosta ghiacciata e raggiungere il buio e salato mare interno allo scopo di di appurare la definitiva esistenza della vita, sia pure nella sua forma più elementare.