Una nuova ricerca ha rivelato che il movimento di scorrimento fianco a fianco lungo le caratteristiche "strisce di tigre" sulla luna di Saturno Encelado è collegato a getti di cristalli di ghiaccio che eruttano dal suo guscio ghiacciato. I risultati potrebbero aiutare a determinare le caratteristiche di questa luna ghiacciata dell'oceano sotterraneo di Saturno e, quindi, se Encelado sia favorevole alla vita.
Le "strisce di tigre" di Encelado
Le strisce di tigre di Encelado sono costituite da quattro fratture parallele nel polo sud della Luna che furono osservate per la prima volta dalla sonda spaziale Cassini della NASA nel 2005. Il "criovolcanismo" in questa regione fa esplodere cristalli di ghiaccio che si ritiene provengano dall'oceano sepolto di Encelado da queste fratture, causando un ampio pennacchio di materiale che si raccoglie sopra il polo sud della luna di Saturno.
Sia la luminosità di questo pennacchio che i getti che lo creano sembrano variare secondo uno schema che si allinea con l' orbita di quasi 33 ore di Encelado attorno a Saturno, il secondo pianeta più massiccio del sistema solare. Ciò ha portato gli scienziati a teorizzare che l'attività dei getti aumenta quando lo stress delle maree agisce sulle strisce della tigre.
Tuttavia, questa teoria non può spiegare perché i getti di Encelado raggiungono il picco di luminosità ore dopo che gli stress mareali sono al loro massimo o perché si osserva un secondo picco più piccolo poco dopo il massimo avvicinamento di Encelado a Saturno. Una nuova simulazione numerica degli stress mareali di Encelado e del movimento delle sue fratture della striscia di tigre identifica un fenomeno simile a quello osservato presso la faglia di Sant'Andrea, corrispondente al modello di attività dei getti.
Trovare vita su Encelado
"Abbiamo sviluppato un sofisticato modello numerico per simulare il movimento trascorrente guidato dalle maree lungo le faglie di Encelado. Questi modelli considerano il ruolo dell'attrito, che fa sì che la quantità di scorrimento sulle faglie sia sensibile sia alle sollecitazioni di compressione che di taglio", Alexander Berne, leader del team dietro la simulazione e dottorando presso il California Institute of Technology (Caltech), ha detto a Space.com.
"Il modello numerico è stato in grado di simulare lo scivolamento lungo le faglie di Encelado in modo da corrispondere alle variazioni osservate nella luminosità del pennacchio così come alle variazioni spaziali nella temperatura superficiale, suggerendo che i getti e le variazioni di luminosità del pennacchio sono controllati dal movimento di scorrimento sull'orbita di Encelado."
La faglia di Sant'Andrea nello spazio
Berne e colleghi hanno scoperto che la meccanica dell'attrito controlla il movimento nelle interfacce lungo le strisce della tigre di Encelado, dove entrambi i lati delle fratture si incontrano. Ciò significa che durante il ciclo orbitale di Encelado, le strisce della tigre scivolano e si bloccano periodicamente. Questo movimento affiancato, o "strike-slip", si allinea con l'attività del jet.
La correlazione tra l'attività trascorrente e la luminosità del getto nella simulazione ha portato il team a ipotizzare che le variazioni nell'attività del getto siano controllate dalla presenza di "pull-aparts" lungo le faglie. Si tratta di sezioni piegate delle fratture che si aprono con un ampio movimento di scorrimento, consentendo all'acqua di salire dall'oceano sotterraneo attraverso il guscio ghiacciato per alimentare i getti criovulcanici.
"Una stretta analogia terrestre è il movimento lungo le strutture del bacino che si separano su grandi faglie trascorrenti soggette a stress tettonici. Un esempio di tale movimento si verifica sul bacino del Salton – un grande pull-apart situato sulla faglia di Sant'Andrea, un colpo colpa dello scivolamento, nel sud della California," ha detto Berne. "Il movimento trascorrente regionale provoca un'estensione crostale localizzata così come il vulcanismo sul bacino del Salton. Questo processo è simile all'estensione guidata dalle maree lungo i pull-apart di Encelado, che può regolare l' attività criovulcanica della luna."
Risultati sorprendenti
"Prima di condurre la ricerca, non ci aspettavamo una correlazione così elevata tra il movimento strike-slip modellato e l'attività del jet."
La ricerca del team suggerisce che le strisce della tigre di Encelado si aprono in modo diverso rispetto a quanto modellato in precedenza.
"Questa scoperta è stata sorprendente poiché la maggior parte degli studi precedenti sull'argomento invocano un'ampia apertura lungo le strisce della tigre, come l'apertura e la chiusura come la porta di un ascensore, come meccanismo principale che regola le variazioni di luminosità del pennacchio", ha detto Berne.
Il ricercatore del Caltech ha aggiunto che i modelli del team suggeriscono che le maree svolgono un ruolo fondamentale nell'evoluzione di Encelado e del suo oceano su più scale temporali.
"Sulla scala temporale orbitale, le maree sembrano regolare la quantità di materiale che scorre da un oceano sotterraneo attraverso le fratture della striscia di tigre", ha detto Berne. "Su scale temporali più lunghe, le maree possono causare la frattura delle strisce di tigre per attrito in senso netto-laterale."
Ha continuato suggerendo che questo movimento laterale destro a lungo termine potrebbe guidare la formazione di caratteristiche geologiche osservate attorno al terreno del polo meridionale di Encelado. Ciò include una frattura che si irradia dal Polo Sud sull'emisfero finale di Encelado.
l'oceano di Encelado
Gli scienziati hanno suggerito che Encelado, con il suo oceano globale sepolto, potrebbe essere un obiettivo primario per la ricerca della vita in altre parti del sistema solare. Questa ricerca e il modello del team potrebbero fornire ulteriore supporto a tale ipotesi.
"Comprendere i percorsi di trasporto del materiale nel sottosuolo attraverso zone di separazione o ampie spaccature è cruciale per determinare se i granelli di ghiaccio nei getti di Encelado siano rappresentativi dell'oceano globale potenzialmente abitabile della Luna. Il nostro studio fornisce un quadro per comprendere tali percorsi di trasporto e la loro evoluzione nel tempo", ha detto Berna.
"Le prove dell'influenza a lungo termine delle maree sull'evoluzione di Encelado, che riscalda anche l'interno, implicano che l'oceano della Luna è longevo, il che ha implicazioni per la potenziale evoluzione della vita all'interno".
Al momento, le conclusioni del team si basano su una simulazione al computer e devono quindi essere confermate da osservazioni reali.