Sapere Scienza

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C’è un oceano sotto il ghiaccio di Plutone?

12 Giugno 2019

Plutone potrebbe nascondere un oceano allo stato liquido. Era stato ipotizzato dopo aver osservato le immagini raccolte dalla sonda New Horizons della NASA ma ora, una serie di simulazioni computerizzate, sembrano confermare questa teoria. Come è possibile che ci sia una distesa di liquido al di sotto di una calotta ghiacciata? Lo hanno spiegato gli scienziati, autori dell'articolo pubblicato su Nature Geoscience.

 

Cosa aveva visto New Horizons?

 

Era l'estate del 2015 quando la sonda New Horizons della NASA sorvolò Plutone. La missione aveva come obiettivo la raccolta di dati che aiutassero i ricercatori a comprendere i mondi presenti ai confini del nostro Sistema solare grazie alla prima ricognizione del pianeta nano e avventurandosi molto lontano, nella misteriosa Fascia di Kuiper, una regione del Sistema solare esterno, al di là di Nettuno, costituita da corpi minori. New Horizons fu in grado di inviarci immagini di Plutone e delle sue lune, mostrandoci una inattesa topografia: c'era anche un bacino bianco di forma ellissoidale posizionato vicino all'equatore e chiamato Sputnik Planitia. Questa estesa area, di circa 700.000 chilometri quadrati, mostrava un'ubicazione e topografia tale da far pensare agli studiosi che al di sotto del guscio di ghiaccio che copre il bacino vi fosse un oceano. C'è un "però": queste osservazioni si scontravano con l'età di Plutone, in quanto l'oceano si sarebbe dovuto congelare molto tempo prima e la superficie interna del guscio di ghiaccio al di sopra si sarebbe dovuta appiattire.

 

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La chiave che confermerebbe l'ipotesi dell'oceano: i gas idrati

 

Per avere un oceano, Plutone avrebbe avuto bisogno di trattenere calore al suo interno ma per mantenere grandi variazioni in spessore, la calotta di ghiaccio presente necessita di essere fredda. Dove si incontrano questi due fattori per poter accordarsi e rendere plausibile l'ipotesi ricavata dalle osservazioni di New Horizons? La chiave trovata dai ricercatori delle università di Hokkaido, Tokushima, Osaka, Kobe, del Tokyo Institute of Technology e della University of California, Santa Cruz, è nei gas idrati.
I gas idrati sono solidi formati da idrocarburi gassosi e acqua liquida e appartengono a una forma di complessi solidi noti come clatrati. In altre parole sono solidi cristallini simili al ghiaccio la cui struttura è formata da molecole di gas intrappolate in una gabbia di molecole di acqua. I clatrati sono altamente viscosi, hanno una bassa conduttività termica e possono quindi avere proprietà isolanti.
Gli scienziati hanno condotto simulazioni computerizzate che coprissero un intervallo di tempo di 4,6 miliardi di anni fa, alla nascita del Sistema solare. Le simulazioni hanno mostrato l'evoluzione dell'interno di Plutone, da un punto di vista sia termico sia strutturale, e il tempo necessario affinché un oceano al di sotto della superficie ghiacciasse e il guscio di ghiaccio divenisse uniforme in spessore. Gli scenari testati sono stati due: uno in cui c'è uno strato isolante di gas idrati tra l'oceano e la calotta di ghiaccio e un altro in cui non c'è. È stato dimostrato che, senza uno strato di clatrati, l'oceano si sarebbe ghiacciato completamente in centinaia di milioni di anni, invece in sua presenza ciò non sarebbe avvenuto. Inoltre è necessario circa un milione di anni per far sì che il guscio di ghiaccio copra uniformemente l'oceano ma con i gas idrati si sale a più di un miliardo di anni.

 

Un nuovo risultato che renderebbe plausibile la vita extraterrestre?

 

La simulazione sostiene, quindi, che possa effettivamente esistere un oceano liquido al di sotto della crosta di ghiaccio di Sputnik Planitia. E cosa si sa della possibile composizione chimica dei clatrati? Il gas intrappolato nelle molecole di acqua potrebbe essere il metano che è originato dal nucleo roccioso del pianeta nano. Questa teoria spiegherebbe anche la composizione insolita dell'atmosfera di Plutone, povera in metano e ricca in azoto.
Secondo i ricercatori, simili strati di gas idrati, potrebbero conservare oceani nascosti in altre lune e oggetti celesti lontani, abbastanza grandi ma con temperature basse. Shunichi Kamata, dell'Università di Hokkaido e autore principale dello studio, ha commentato: "Questo può significare che ci sono più oceani nell'universo di quanto immaginassimo in precedenza, rendendo più plausibile l'esistenza di vita extraterrestre".

 

Rimaniamo nel Sistema solare, offrendovi un viaggio in immagini. Come? Acquistate e leggete l'articolo di Ettore Perozzi, "Fotoracconto dello spazio", pubblicato nel numero di agosto 2017 di Sapere.

 

Immagine di copertina: Plutone. Credits: NASA/JHUAPL/SwRI

copertina   settembre-ottobre 2019

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