Il viaggio verso Europa, la luna di Giove che si ritiene possa ospitare forme di vita, si arricchisce di un tassello importante. La Nasa ha reso noti alcuni particolari di uno studio commissionato all'inizio del 2016 per stabilire sfide, fattibilità e obiettivi scientifici di una missione che invierebbe un lander sulla superficie del satellite, noto per il suo oceano sotterraneo.
Apripista. Il rapporto del Science Division Team dell'agenzia spaziale (qui nella versione estesa) definisce tre finalità di ricerca sul corpo celeste: la ricerca di prove di forme di vita aliena, la valutazione della sua abitabilità attraverso l'analisi della crosta ghiacciata, e la raccolta di informazioni su superficie e subsuperficie per supportare future missioni robotiche sulla luna e nel suo oceano.
Lo studio ipotizza anche una serie di possibili strumenti scientifici che consentirebbero l'esplorazione del satellite: tra questi, un trapano capace di perforare per 10 cm l'involucro di Europa.
Unico (o quasi). Il satellite di Giove è il solo nel Sistema Solare, insieme a Encelado, per il quale è ipotizzabile la presenza di un oceano sotterraneo a contatto con un fondale roccioso: una caratteristica che potrebbe favorire la presenza di forme di vita aliena "attuali" e non solo del passato, come quelle attribuite a Marte. Questa è la prima volta che la Nasa commissiona uno studio per l'individuazione di vita extraterrestre dall'epoca delle missioni marziane Viking, negli anni '70.
Le sfide. Il rapporto ha evidenziato anche i principali ostacoli alla missione, come l'assenza di atmosfera - che rende più complesso l'atterraggio del lander - e la scarsità di informazioni sulla superficie di Europa. Se si farà, il lander sarà comunque separato dalla missione per una serie di flyby attorno alla luna gioviana, in programma per l'inizio del decennio 2020.
Fanno registrare temperature vicine ai -200°C, sono ricoperte per lo più di ghiaccio o da sconfinati oceani di idrocarburi e sono sconvolte da continue eruzioni vulcaniche. Le 170 lune osservate fino a oggi nel nostro Sistema Solare sono insomma tra i luoghi più inospitali dell'intera galassia, eppure su alcune di esse potrebbero esistere, almeno in teoria, le condizioni idonee allo sviluppo della vita. Se volete scoprire da dove arriva la nostra Luna, quanto freddo può fare su Titano e perché Pan e Atlas non sono rotonde, non perdetevi questa suggestiva fotogallery. (Focus.it, aprile 2010)
Geyser di zolfo, altissimi livelli di radiazioni e eruzioni vulcaniche continue: non è l’ambientazione dell’ultimo videogioco fantasy ma quanto accade ogni giorno su Io, uno dei satelliti di Giove, la cui superficie è punteggiata da enormi laghi di lava incandescente che possono arrivare a 200 km di larghezza. É senza dubbio uno dei corpi celesti conosciuti con la più intensa attività eruttiva: le fontane di gas e polvere prodotte dai suoi vulcani e crateri possono arrivare a creare colonne alte fino a 500 km. Tutto ciò è causato dall’enorme forza gravitazionale di Giove, attorno a cui Io ruota lungo un’orbita ellittica: ciò significa che l’attrazione tra il pianeta e il suo satellite si rafforza e si indebolisce costantemente al mutare della distanza. Le rocce di Io sono quindi sottoposte a a una continua dilatazione e compressione che ne prova il surriscaldamento, a temperature tali da dar vita all’attività eruttiva.
© foto: NASA/JPL
Ed ecco uno dei famosi fenomeni vulcanici di Io catturato, nel 1979, dalla sonda Voyager 1, di passaggio accanto al satellite. Quando ha scattato questa foto, l'esploratrice del Sistema Solare si trovava quasi alla sua minima distanza dalla luna di Giove: circa 490 mila chilometri.
Un enorme pennacchio di materiale incandescente (alto circa 160 chilometri) si staglia contro il nero dello Spazio. Sulla Terra, simili esplosioni vulcaniche sono alimentate da gas magmatici che si espandono scagliando la lava verso l'alto: tra questi, si trova anche il vapore acqueo. Poiché Io, al contrario, è molto arida e non presenta tracce d'acqua, gli scienziati stanno cercando di capire quali gas alimentino le sue imponenti eruzioni.
Ed è proprio di pochi giorni fa l'ultima osservazione di una colossale fontana di lava su Io: vai alla news
Foto: © NASA Planetary Photojournal
La luna di Giove, il più interno dei quattro satelliti medicei, possiede una sottile atmosfera continuamente depredata di gas (soprattutto diossido di zolfo) dalle radiazioni della magnetosfera di Giove. Le attività vulcaniche che avvengono sulla sua superficie contribuiscono, al contrario, a ricostituirla (nella foto, un altro ritratto di Io realizzato dalla Voyager 1).
Foto: © NASA/JPL
Ruotando, Giove strappa, con il suo campo magnetico, circa una tonnellata di materiale gassoso dall'atmosfera di Io ogni secondo: questo materiale, ionizzato dal campo magnetico del pianeta, forma intorno a Giove una nube di intense radiazioni, chiamata toroide di plasma.
Alcuni ioni di questo "anello" sono spinti nell'atmosfera gioviana lungo le linee di forza del suo campo magnetico, e originano spettacolari aurore intorno ai poli del pianeta.
Nella foto, Io vicino all'emisfero sud di Giove.
Metà nero e metà bianco, con una strana forma schiacciata sia a i poli sia lungo l’equatore: è Giapeto, una delle lune di Saturno.
Il materiale scuro forma uno strato spesso circa un metro e si trova depositato sull’emisfero del satellite rivolto verso lo spazio: probabilmente si tratta di detriti raccolti da Giapeto nel suo moto attorno a Saturno.
Attualmente non esistono spiegazioni convincenti sulla strana forma di questo satellite composto per l’80% da ghiaccio e solo per il 20% da roccia: secondo le ipotesi più accreditate, quando era molto giovane, ha iniziato a sciogliersi e ruotare su se stesso molto velocemente, assumendo questa singolare conformazione. Questa teoria contrasta però con la forma a cresta della linea equatoriale, alta fino a 20 km, che continua a rimanere un mistero.
© foto: NASA/JPL/Space Science Institute
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Nonostante la spessa coltre di ghiaccio che la ricorpe, Europa, una delle lune di Giove, è insieme a Io, Enceladus e Tritone uno dei corpi celesti vulcanicamente più attivi dell’intero sistema solare. Il cuore di Europa è costantemente sollecitato dalle intense forze gravitazionali di Giove che agiscono sulle sue rocce riscaldandole fino a farle fondere.
Secondo alcune teorie non completamente verificate, il calore generato da questa attività vulcanica sarebbe talmente intenso da mantenere un oceano di acqua allo stato liquido al di sotto della crosta ghiacciata che ricopre il satellite. Che su Europa possano esistere condizioni idonee allo sviluppo della vita? Alcuni scienziati si sono spinti a ipotizzare l’esistenza di venti che dalla faccia scura della luna potrebbero apportare sostanze nutritive in grado di alimentare primordiali microrganismi. Per trovare traccia della loro esistenza occorrerebbe sbarcare su Europa, forare la spessa coltre di ghiaccio e prelevare campioni di acqua.
© foto: NASA/JPL
Vivere su Enceladus, una delle lune di Saturno, deve essere tutt’altro che facile. Al polo Sud, una batteria di geyeser erutta costantemente vapori e cristalli di ghiaccio che cadono sulla superficie del satellite sottoforma di neve.
Anche su Enceladus l’attività eruttiva è di tipo gravitazionale e gli scienziati sono concordi nel ritenere che nel corso del tempo (centinaia di milioni di anni) l’orbita di Enceladus abbia mutato più volte forma e traiettoria, esponendo il corpo celeste a profonde mutazioni climatiche.
© foto: NASA
Pan e Atlas
Nell’immaginario collettivo le lune sono tutte tonde e lisce. Pan e Atlas, due piccoli satelliti di Saturno, sono l’eccezione che conferma la regola: grandi appena qualche decina di chilometri, assomigliano vagamente a due salsiere volanti.
Le origini della loro curiosa forma irregolare sono ancora oggi un mistero: secondo una delle teorie più accreditate la loro orbita è così vicino agli anelli di Saturno da raccogliere parte del materiale ghiacciato proveniente da questi. In questa immagine Pan, visibile all'interno dell'anello A di Saturno.
© foto: NASA/JPL/Space Science Institute
Secondo alcune teorie è proprio alla nostra Luna che noi dobbiamo la nostra esistenza: sembra infatti che 4,5 miliardi di anni fa un piccolo protopianeta abbia avuto una violenta collisione con la Terra. Da quello scontro ha avuto origine una nube di detriti e rocce vaporizzate che poco a poco si è condensata fino a formare la Luna che oggi conosciamo. Questo antico cataclisma avrebbe avuto il merito di stabilizzare l’inversione degli assi terrestri e i cataclismi climatici conseguenti, creando le condizioni per la vita.
Nel 1986 l'astronomo J. Duncan Waldron ha scoperto un corpo celeste che è stato ribattezzato seconda luna terrestre.Si tratta di Cruithne, un asteroide del diametro di circa 5 km che ruota attorno al Sole in perfetta risonanza con la Terra: ha cioè un periodo di rivoluzione esattamente uguale a quello terrestre e ciò rende perfettamente prevedibili i suoi passaggi vicino al nostro pianeta.
© foto: NASA/JPL/Space Science Institute
Ganimede, uno dei satelliti di Giove con i suoi 5270 km di diametro è il più grande satellite del nostro sistema solare. Osservato per la prima volta da Galileo nel 1610 con il cannocchiale confermò in maniera definitiva le teorie eliocentriche dell'astronomo fiorentino. Più grande di Mercurio e tre volte più grande della nostra Luna, ha un campo magnetico così intenso da far ritenere che abbia al suo interno un cuore di metallo liquido. Secondo le più recenti osservazioni potrebbe ospitare un oceano di acqua allo stato liquido chiuso sotto due strati di ghiaccio a circa 200 km di profondità.
Foto: © foto © NASA
Oltre 2 anni di lavoro, 5.700.000 milioni di chilometri quadrati di superficie lunare mappati nei più piccoli dettagli, oltre 4 miliardi di misurazioni, una quantità di dati sufficiente a riempire 41.000 DVD.
Sono i numeri che riassumono il lavoro del Lunar Reconnaissance Orbiter, la sonda lanciata dalla NASA nel giugno del 2009 con l'obiettivo di raccogliere la maggior quantità possibile di informazioni sul nostro satellite.
I risultati di questa missione sono stati presentati ieri dai vertici della NASA: la sonda ha permesso di realizzare la più dettagliata mappa della superficie lunare che sia mai stata creata. Crateri e gole oggi non hanno più segreti.
«La risoluzione delle strumentazioni ottiche di LRO permette di identificare nel dettaglio oggetti e particolari grandi come un tavolino da pic-nic» afferma Richard Vondrak, progettista della NASA.
L'altimetro laser utilizzato per realizzare la nuova mappa della luna ha permesso di misurare non solo l'altezza dei crateri, ma anche la conformazione della loro superficie. Incrociando queste informazioni con altri dati, gli scienziati sono in grado di calcolare l'età delle diverse formazioni geologiche e scoprire particolari fino ad oggi sconosciuti sui processi che hanno portato lla formazione della Luna.
La missione ha permesso di identificare anche il punto più freddo del Sistema Solare conosciuto: si trova nel cratere Hermite, vicino al polo nord del satellite. Qui il Diviner Lunar Radiometer Experiment ha rilevato una temperature di soli 25 kelvin (-248°C).
Nella foto: la faccia nascosta della Luna in un collage di oltre 15.000 immagini realizzare da LRO. Molto più irregolare e ricca di crateri rispetto alla faccia nota, la parte nascosta del nostro satellite ospita il più grande cratere da impatto meteorico dell'intero sistema solare: il Bacino Polo Sud-Aitken, dal diametro di oltre 2500 km.
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Titano è una delle lune di Saturno e, a uno sguardo superficiale, assomiglia incredibilmente alla Terra: ha laghi (di idrocarburi), colline e montagne (di ghiaccio), distese desertiche (di nitrati) e addirittura nebbia e pioggia (acida). Peccato che la sua distanza dal Sole non faccia mai salire la temperatura sopra i -180°C. Secondo le ultime ricerche i suoi laghi e le sue piogge sono costituite all’80% da etano, metano, propano e acetilene. Eppure su questo pianeta apparentemente inospitale potrebbe esserci la vita.
© foto: NASA
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Caronte, uno dei satelliti di Plutone, potrebbe presto essere promosso. Risponde infatti a tutti i requisiti proposti nel 2006 dall'Unione Astronomica Internazionale per essere classficato pianeta: ha una massa sufficiente perchè la forza di gravità gli conferisca una forma quasi sferica e ruota attorno al Sole. Caronte e Plutone ruotano entrambi attorno ad uno stesso centro, che ruota a sua volta attorno al Sole. In quest'immagine, scattata nel 2005 dal telescopio spaziale Hubble, è visibile Plutone al centro, Caronte sub
Nereide è uno dei satelliti di Nettuno. A differenza delle altre lune presenti nel nostro Sistema Solare, che ruotano dolcemente attorno al proprio pianete, Nereide gira vorticosamente lungo una delle orbite più irregolari osservabili con i nostri strumenti.
Secondo una teoria condivisa dalla maggior parte degli astronomi, in epoche passate Nereide potrebbe essere stata una cometa o un asteroide rimasto imbrigliato nel campo gravitazionale del pianeta. La sua composizione è però totalmente diversa da quella di altri corpi celesti che provengono dalla cintura di Kuiper: una zona esterna al Sistema Solare dalla quale provengono quasi tutte le comete e gli asteroidi conosciuti.
Nereide potrebbe quindi venire da molto più lontano…
© foto: NASA
Galileo Galiei. L'osservazione scientifica di Giove "inizia" il 7 gennaio 1610, verso sera, quando Galileo Galilei, che si trovava a Padova, comincia a osservare il cielo con un nuovo strumento, il telescopio.
Vicino a Giove vede degli “astri” invisibili a occhio nudo. Erano i satelliti di Giove che furono i primi corpi celesti del sistema solare a essere scoperti agli albori dell’astronomia telescopica. Lo scienziato pisano, accortosi dell’importanza della scoperta decise di chiamare i satelliti “astri medicei” in onore di Cosimo II de’ Medici, Granduca di Toscana. I quattro satelliti, furono ribattezzati nel ‘600 con i nomi di alcune figure mitologiche legate a Giove (dio supremo dell’antica religione romana): Io, Europa, Ganimede e Callisto.
Pioneer 10. La sonda della NASA è il primo veicolo spaziale a superare la fascia egli asteroidi e raggiunge Giove nel dicembre 1973. Il suo fly-by ci restituisce le prime foto da vicino (a soli 130.000 km dalla cime delle nubi) del gigante gassoso.
Pioneer 11. Un anno dopo, nel 1974, Pioneer 11 sulla strada verso Saturno passa accanto a Giove a una distanza 3 volte minore rispetto a Pioneer 10 e fotografa per la prima volta i poli del pianeta.
Pioneer 10 e 11 ci hanno svelato diversi segreti di Giove. Pioneer 10 ha provato che il pianeta è circondato da un fascia radioattiva molto potente e ha registrato che Giove produce più calore di quanto ne assorbe dal sole. Pioneer 11 ha mappato il pianeta ed è stato in grado di calcolare la massa di una delle sue lune, Callisto
Voyager 1.Il "servizio fotografico" di Voyager 1 inizia a gennaio del 1979 e prosegue fino ai primi di aprile. La sonda scatta circa 19.000 foto e compie diverse misurazioni scientifiche. Qui sotto l'avvicinamento della sonda
Say hi to #Jupiter for me, @NASAJuno! In polar orbit, you'll see a different side than I did during my 1979 flyby pic.twitter.com/ufCtiOQ6eZ
— NASA Voyager (@NASAVoyager) 3 luglio 2016
Voyager 1. Grazie al passaggio veramente ravvicinato abbiamo avuto la possibilità di osservare da vicino la grande macchia rossa.
Voyager 2. Il testimone di Voyager 1 è stato raccolto un mese dopo dalla sonda gemella, Voyager 2. Le due navicelle spaziali hanno scattato più di 33.000 foto di Giove e dei suoi 5 satelliti principali e compiuto un gran numero di osservazioni e misurazioni scientifiche. Giove possiede un debole sistema di anelli planetari, il terzo ad esser stato scoperto nel sistema solare, dopo quello di Saturno e quello di Urano. Fu osservato per la prima volta da Voyager 1, ma le foto più belle - come questa, scattata da 1.450.000 km - le dobbiamo a Voyager 2.
Foto: © Nasa/JPL
Ulysses. La sonda dell'ESA e della NASA ha raggiunto Giove nel 1992 sfruttando l'effetto fionda del pianeta per raggiungere la sua orbita intorno al Sole. Il passaggio non ci ha restituito alcuna foto perché la sonda aveva altri obiettivi e non era dotata di fotocamere, ma ha permesso di raccogliere nuovi dati sul campo magnetico di Giove.
Hubble. Il telescopio spaziale Hubble osserva regolarmente Giove (qui l'ultima foto, in cui ha catturato un aurora boreale grande quanto la Terra), ma quello che riuscì a fotografare tra il 16 e il 22 luglio 1994 è davvero eccezionale: 21 frammenti identificabili come parti della cometa Shoemaker-Levy 9 sono precipitati su Giove.
È stata la prima volta nella storia che si è potuto prevedere e poi osservare la collisione tra due corpi del Sistema Solare, un evento considerato molto raro. Per quanto riguarda il pianeta gassoso si ritiene infatti che comete di quella grandezza lo colpiscano una volta ogni millennio.
Galileo. Nel 1996 Giove viene raggiunto dalla sonda Galileo. È stata la prima navicella a orbitare il pianeta gassoso (per 8 anni) e a far precipitare una sonda nell'atmosfera gioviana. La sonda ha trasmesso dati per quasi un'ora prima di andare perduta a causa dell'aumento di pressione e temperatura degli strati più densi dell'atmosfera.
Galileo ha anche studiato a fondo i satelliti gioviani, in particolare Europa (nella foto), Io e Ganimede.
Cassini. Nel 2000 è Cassini a far visita a Giove. La sonda dell'ESA e della NASA diretta verso Saturno compie un passaggio ravvicinato su Giove per sfruttarne l'effetto fionda. Cassini riesce a ricostruire la mappa di Giove più dettagliata finora mai realizzata.
Hubble. Quando nel marzo 2004 gli astronomi hanno osservato il pianeta Giove così "maculato", hanno capito di trovarsi di fronte ad un evento abbastanza raro, che capita una o due volte ogni decennio. Si tratta infatti di una tripla eclisse delle tre grandi lune del pianeta, Io, Ganimede e Callisto, la cui ombra si è proiettata sulla superficie colorata di Giove, le cui sfumature pastello sono dovute all'acquisizione della foto in luce quasi infrarossa, vale a dire NIR (Near Infrared), cioè nella regione dello spettro elettromagnetico compresa tra i 700 nm e i 2500 nm.
Nell'immagine ingrandita sono chiaramente visibili le due lune, Io (al centro) e Ganimede (a destra, in alto), mentre Callisto è fuori campo.
New Horizons. Anche New Horizons, diretta verso Plutone, ha fatto visita a Giove nel 2007. Quest'immagine in realtà è un piccolo fotomontaggio: il pianeta è stato ripreso dalla sonda NASA al quasi infrarosso; il satellite Io, invece, è stato osservato in un giorno diverso, ai colori quasi reali. Sulla luna di Giove si può notare un'eruzione vulcanica.
New Horizons. La prima foto a colori di Giove e le sue lune catturata da Juno il 29 giugno 2016, da una distanza di 5,3 milioni di km dal pianeta. L'avventura di Juno è appena iniziata.
Foto: © NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
