Un satellite di Urano potrebbe avere un oceano nascosto: la scoperta del telescopio James Webb
Utilizzando il Telescopio Spaziale James Webb (JWST) , gli astronomi hanno scoperto che Ariel , uno dei satelliti di Urano , potrebbe nascondere un oceano di acqua liquida sepolto sotto la superficie. Questa scoperta potrebbe fornire una spiegazione al mistero che avvolge la superficie di Ariel, ricoperta da una notevole quantità di ghiaccio di anidride carbonica . Questo è sorprendente perché, data la distanza a cui si trovano Urano e i suoi satelliti dal sole, circa 20 volte quella della Terra, l’anidride carbonica dovrebbe sublimarsi e disperdersi nello spazio. Di conseguenza, deve esistere un meccanismo che rinnova continuamente l’anidride carbonica sulla superficie di Ariel.
Le teorie precedenti suggerivano che ciò avvenisse a causa delle interazioni tra la superficie di Ariel e le particelle cariche intrappolate nella magnetosfera di Urano, che forniscono radiazioni ionizzanti capaci di scindere le molecole e liberare anidride carbonica, un processo noto come “radiolisi”.
Tuttavia, nuove evidenze ottenute dal JWST indicano che la fonte di questa anidride carbonica potrebbe derivare non dall’esterno di Ariel, ma dal suo interno, forse da un oceano sotterraneo.
Gli elementi chimici e le molecole assorbono ed emettono luce a lunghezze d’onda caratteristiche, lasciando impronte individuali negli spettri. Il team di ricerca ha utilizzato il JWST per raccogliere gli spettri di luce provenienti da Ariel, rivelando così la composizione chimica del satellite. Il confronto con spettri simulati in laboratorio ha mostrato che Ariel possiede alcuni dei depositi più ricchi di anidride carbonica del sistema solare. Questo ha aggiunto circa 10 millimetri di spessore al ghiaccio sul lato di Ariel che è permanentemente rivolto lontano da Urano, e ha anche rivelato per la prima volta chiari depositi di monossido di carbonio .
Il leader del team, Richard Cartwright del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), ha affermato che il monossido di carbonio deve essere attivamente rifornito, poiché la temperatura superficiale di Ariel è mediamente di circa 18 gradi Celsius più calda rispetto alla temperatura chiave per la stabilità del monossido di carbonio.
Cartwright riconosce che la radiolisi potrebbe contribuire a parte di questo rifornimento. Tuttavia, osservazioni effettuate durante il sorvolo di Urano e dei suoi satelliti da parte della sonda Voyager 2 nel 1986 e altri recenti ritrovamenti hanno suggerito che le interazioni alla base della radiolisi potrebbero essere limitate a causa dello sfasamento di circa 58 gradi tra l’asse del campo magnetico di Urano e il piano orbitale dei suoi satelliti.
Ciò significa che la maggior parte dei composti di carbonio/ossigeno osservati sulla superficie di Ariel potrebbero essere creati da processi chimici in un oceano di acqua liquida intrappolato sotto il ghiaccio.
Una volta formati nell’oceano di acqua di Ariel, questi ossidi di carbonio potrebbero poi sfuggire attraverso crepe nel guscio ghiacciato del satellite o potrebbero essere addirittura espulsi in modo esplosivo da potenti plume eruttivi .
L’analisi spettrale ha inoltre rivelato ulteriori prove chimiche di un oceano di acqua liquida sotterraneo, suggerendo la presenza di minerali carbonatici, sali creati dall’interazione tra rocce e acqua liquida.
Se questa interpretazione della caratteristica del carbonato è corretta, rappresenterebbe un risultato significativo, poiché significherebbe che si è formato all’interno di Ariel, come spiegato da Cartwright. Questo aspetto necessita di conferma attraverso future osservazioni o modellazioni.
Da quando la sonda Voyager 2 ha visitato Urano e i suoi satelliti quasi quattro decenni fa, non ci sono state altre missioni dedicate a questo sistema planetario. Nel 2023, il sondaggio decennale di Scienza Planetaria e Astrobiologia ha sottolineato la necessità di dare priorità a una missione dedicata al sistema di Urano.
Cartwright sostiene che una tale missione offrirebbe l’opportunità di raccogliere informazioni preziose su Urano e Nettuno, l’altro gigante ghiacciato del sistema solare, e potrebbe fornire dati vitali anche sugli altri satelliti potenzialmente ospitanti oceani di questi sistemi. Queste informazioni potrebbero poi essere applicate agli esopianeti al di fuori del sistema solare.
La ricerca del team è stata pubblicata su The Astrophysical Journal Letters.