Spazio

Vapor d'acqua su Ganimede

Tracce di vapor d'acqua rilevate con certezza nella tenue e sottile atmosfera di Ganimede, luna di Giove e più grande luna del Sistema Solare.

Ganimede, una luna di Giove, è il più grande satellite naturale del Sistema Solare - con un raggio di 2.634 chilometri, contro i 1.737 della nostra Luna - più grande persino di alcuni pianeti ed ex pianeti, come Mercurio (2.440 km) e Plutone (1.188 km). La struttura di Ganimede dovrebbe essere simile a quella di altre lune dei pianeti giganti, come Europa e Callisto (Giove) ed Encelado (Saturno): una crosta ghiacciata (di 100-130 km di spessore nel caso di Ganimede) che fa da guscio a un oceano di acqua liquida.
 
La crosta ghiacciata di grande spessore e l'oceano d'acqua liquida al di sotto sono deduzioni basate sui dati ottenuti grazie ai sorvoli delle sonde che hanno raggiunto quelle lune, e che hanno permesso di determinare la densità delle lune stesse e lo spessore dei vari strati che le compongono. L'interesse per questi piccoli mondi è sempre molto alto, soprattutto perché quegli oceani potrebbero avere condizioni tali da permettere qualche forma di vita - e Ganimede, tra l'altro, contiene più acqua di tutti gli oceani del nostro Pianeta.

Un team internazionale di ricercatori coordinati da Lorenz Roth (KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma, Svezia) ha rianalizzato con nuovi metodi i dati raccolti in passato dal telescopio spaziale Hubble e ha messo in luce la presenza di vapore acqueo nella debolissima e sottilissima atmosfera di Ganimede. Nel 1998, lo strumento Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) di Hubble aveva raccolto immagini all'ultravioletto di Ganimede, e quelle foto hanno permesso - oggi - di capire che vi è vapore acqueo nella sua atmosfera.
 
Lo studio è iniziato rielaborando le ipotesi sulle aurore di Ganimede, considerate simili a quelle terrestri. Nel '98 si pensò che alcune delle differenze osservate tra le aurore ganimediane e quelle terrestri fossero dovute alla presenza di ossigeno atomico (O), che produce un particolare segnale nell'ultravioletto.

Recentemente, però, i ricercatori hanno studiato i nuovi spettri nell'ultravioletto di Ganimede, catturati nell'ambito del programma Cosmic Origins (COR) per misurare la quantità di ossigeno atomico presente nell'atmosfera. Con grande sorpresa, e in contrasto con le interpretazioni dei dati del 1998, i ricercatori hanno scoperto che non c'era quasi ossigeno atomico nell'atmosfera di Ganimede: lo studio è pubblicato su Nature Astronomy. Ciò significa che deve esserci un'altra spiegazione per le apparenti differenze tra le immagini UV delle aurore di Ganimede e della Terra.

La spiegazione di Roth è che la temperatura della superficie di Ganimede varia fortemente durante il giorno: attorno a mezzogiorno, vicino all'equatore, può diventare "calda" al punto tale che la superficie ghiacciata rilasci piccole quantità di molecole d'acqua.

«Inizialmente», spiega Roth, «non era stato osservato il vapore acqueo, cosa che ora, invece, abbiamo trovato. Proviene dalla sublimazione del ghiaccio, ed è proprio il vapore acqueo a causare le differenze osservate nell'ultravioletto.» Una scoperta importante, soprattutto in previsione del lancio - nel 2022 - della prossima missione dell'ESA, la Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), che studierà, oltre a Giove, le sue tre principali lune: Ganimede, Europa e Io.

7 agosto 2021 Luigi Bignami
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