C’è vita sulle lune ghiacciate di Giove e Saturno?
Nella ricerca della vita nel nostro sistema solare, le lune dei pianeti giganti sono al centro dell’attenzione. L’Agenzia spaziale europea inizia un viaggio con la partecipazione svizzera.
Giove (sotto) con le sue quattro lune più grandi, Io, Europa, Ganimede e Callisto (da sinistra a destra).
Illustrazione: ESA
Per più di un secolo, Marte è stato una mecca per la ricerca di vita extraterrestre nel nostro sistema solare. Ora, tuttavia, gli esperti prendono di mira sempre più altri corpi celesti, vale a dire le lune di Giove e Saturno. Perché sotto la superficie ghiacciata di queste lune si nasconde qualcosa che a Marte manca, almeno oggi: oceani d’acqua. L’acqua liquida è l’elemento centrale per l’emergere della vita.
“In termini di ricerca della vita nel nostro sistema solare, le lune ghiacciate sono in un certo senso l’analogo di Marte”, afferma Jan Alibert, professore di astrofisica all’Università di Berna e condirettore del Center for Space and Habitability. Marte è molto secco oggi. Non sono stati scoperti depositi d’acqua più grandi. Tutto ciò che è certo è che in epoche precedenti il liquido scorreva su Marte e si raccoglieva nei laghi. Se l’acqua è incerta. Nel caso di Marte, la domanda principale oggi è se ci fosse vita microbica lì, almeno nelle epoche precedenti.
Tre organizzazioni svizzere partecipanti
“Nel caso delle lune ghiacciate, la ricerca di condizioni adatte alla vita attualmente esistente e la ricerca di una vita attiva sono in prima linea”, afferma Alibert. Per andare oltre, il Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) dell’Agenzia spaziale europea (ESA) dovrebbe iniziare il suo viaggio verso Giove il 13 aprile e, tra le altre cose, esaminare in dettaglio tre lune ghiacciate. Diversi istituti di ricerca svizzeri sono coinvolti in tre rilevatori di succo su dieci, tra cui l’Università di Berna, l’Istituto Paul Scherer e i Laboratori federali svizzeri per le prove sui materiali e la ricerca. Inoltre, diversi partner industriali svizzeri hanno partecipato alla costruzione di Juice.
È così che l’Agenzia spaziale europea prevede il lancio di Ariane 5 e GOS dallo spazioporto europeo di Kourou, nella Guyana francese.
Animazione: ESA, ATG Medialab
Le prime indicazioni di condizioni potenzialmente favorevoli alla vita sulle lune ghiacciate sono state fornite dalla sonda spaziale Galileo della NASA negli anni ’90. I dati di Galileo hanno indicato, con sorpresa della comunità scientifica, che Europa, la luna di Giove, interagisce in qualche modo con il forte campo magnetico di Giove. Dopo che Galileo ha sorvolato l’Europa 12 volte e ha raccolto i dati, è emersa una spiegazione: sotto la crosta ghiacciata dell’Europa deve esserci un oceano di acqua salata. Può estendersi da pochi chilometri a più di 100 chilometri di profondità e produce un proprio campo magnetico, che interagisce con Giove.
“Sulla Terra, supponiamo che la vita probabilmente si sia evoluta sul fondo dell’oceano, dove l’acqua liquida è a diretto contatto con il fondo del mare”, dice Alibert. “Poiché Europa ha un ambiente simile sul fondo dell’oceano come sul fondo del mare della Terra, è molto eccitante cercare la vita in Europa”.
Le misurazioni del campo magnetico di Galileo hanno anche indicato l’esistenza di un oceano o anche di diversi strati oceanici all’interno della luna di Giove Ganimede. Si sospetta anche un oceano all’interno di Callisto.
Solo Io, la più interna delle quattro grandi lune di Giove, differisce. È impastato così fortemente dalle forze di marea di Giove che il magma si forma nel mantello roccioso a temperature superiori ai mille gradi Celsius e viene trasportato in superficie dai vulcani.
Dove l’acqua arriva in superficie
Altre lune ghiacciate con oceani interni si trovano sul secondo pianeta più grande del nostro sistema solare, Saturno. Lì è stata la sonda spaziale Cassini-Huygens, un progetto congiunto della NASA e dell’Agenzia spaziale europea, a trovare prove degli oceani interni delle lune ghiacciate Encelado e Titano.
Encelado sputa persino alte fontane di particelle di ghiaccio d’acqua. Le fontane portano il materiale dall’oceano interno alla superficie. “Quindi Encelado è particolarmente interessante nella ricerca della vita”, dice Alibert. Ma l’acqua dall’interno della luna di Giove, Europa, potrebbe anche filtrare in superficie, nelle cicatrici bruno-rossastre viste sulla luna. “Se avessi un lander su Europa, queste strisce sarebbero buoni posti per analizzare la composizione dell’acqua e cercare segni di vita”, dice Alibert.
Le cicatrici bruno-rossastre potrebbero rivelare l’acqua dell’oceano: la sonda spaziale Juice sta volando attraverso l’Europa, con Giove sullo sfondo.
Animazione: ESA, ATG Medialab
Ma questo è importante per le missioni future. Il succo non atterrerà su Europa o su nessuna delle altre lune ghiacciate. “Tuttavia, la sonda spaziale misurerà le condizioni fisiche e chimiche sulla superficie di Europa, Ganimede e Callisto, e quindi potrà determinare i migliori siti di atterraggio per le future missioni”, afferma Alibert, che ha esaminato i modelli della formazione e della posizione di Giove. . Lune per 20 anni. A quel tempo, ha anche co-progettato una missione spaziale che alla fine ha portato a Juice.
All’arrivo nel sistema di Giove nel luglio 2031, Juice dovrebbe entrare in orbita attorno a Giove. Incontrerà più volte l’Europa e Callisto. Ma il suo obiettivo principale è Ganimede, la luna più grande del nostro sistema solare. Dopo alcuni sorvoli, Juice 2034 uscirà dalla sua orbita ed entrerà in orbita attorno a Ganimede. Questa è la prima volta: per la prima volta, una sonda spaziale ha orbitato attorno a una luna diversa dalla Terra.
La luna di Giove Ganimede e la sua possibile composizione con una crosta ghiacciata, un oceano sotto di essa, un mantello roccioso e un nucleo.
Animazione: ESA, ATG Medialab
Analogamente a Europa, Juice studierà anche la superficie e la geologia di Ganimede. Naturalmente, la sonda dovrebbe ottenere un quadro migliore della ritenzione idrica e cercare le firme biologiche.
“La vita sulla Terra, ad esempio, è legata a un certo rapporto di isotopi di carbonio C-12 e C-13”, afferma Alibert. “Se troviamo una relazione simile sulle lune ghiacciate, non sarebbe ancora la prova della vita, ma sarebbe un’indicazione che la vita potrebbe essere condivisa”.
È anche noto che le onde luminose cambiano la direzione della loro vibrazione – polarizzazione – in modo particolare quando incontrano determinate biomolecole. “Se osserviamo il cambiamento nella polarizzazione della luce sulle superfici delle lune ghiacciate, anche questo sarebbe un’indicazione della vita”, dice Alibert.
Tuttavia, il succo non può rilevare direttamente la vita attiva. La sonda può fornire solo prove indirette della sua esistenza.
Anche lo stesso Giove viene esplorato con Juice, compreso il suo ruolo nell’origine della vita sulla Terra. Secondo una teoria, Giove si assicurò che non arrivasse molta acqua sulla Terra perché la sua gravità teneva lontani dalla Terra molti asteroidi contenenti acqua. Senza Giove, ci sarebbe probabilmente cento volte più acqua della Terra, e il nostro pianeta sarebbe coperto da un oceano globale. Questo sarebbe così forte che l’acqua sul fondo dell’oceano si cristallizzerebbe in ghiaccio a causa dell’alta pressione. Ciò avrebbe impedito il contatto diretto dell’acqua con il fondale marino. Le condizioni favorevoli alla vita – acqua liquida a contatto con il fondo dell’oceano – non esistevano sulla Terra.
Juicy non sarà solo sulla luna di Giove, Europa
“Se non comprendiamo molto bene la formazione di Giove, non capiamo perché le condizioni per la vita sulla Terra siano così buone”, afferma Alibert. “Pertanto, la composizione, le dimensioni e la posizione di Giove nel sistema solare sono domande centrali a cui anche JUICE deve rispondere”.
Juice non sarà solo quando la sonda esaminerà Giove e le sue lune. L’Europa Clipper della NASA dovrebbe decollare nell’ottobre 2024 e arrivare sulla luna di Giove Europa nel 2030, un anno prima di Juice. L’Europa Clipper esplorerà anche il potenziale per la vita e aiuterà Juice a trovare un sito di atterraggio per una futura missione.
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