Gli scienziati dell'ASU Kevin Trinh, Carver Bierson e Joe O'Rourke della School of Earth and Space Exploration dell'ASU hanno studiato la formazione di Europa con basse temperature iniziali, utilizzando un software scritto da Trinh. I loro risultati sono stati recentemente pubblicati su Science Advances.
All'interno del sistema gioviano, questo satellite è di particolare interesse per gli scienziati perché custodisce un oceano sotterraneo dove c'è una forte evidenza che i nutrienti, l'acqua e l'energia possono creare un ambiente potenzialmente abitabile per qualche forma di vita extraterrestre.
Si ritiene che Europa, la quarta luna più grande di Giove, sia composta da quattro strati: un guscio di ghiaccio esterno, un oceano di acqua salata che potrebbe contenere più acqua della Terra, un mantello roccioso e un nucleo metallico. Come la Terra, l'oceano di Europa tocca il fondale roccioso e ciò crea delle interazioni tra acqua e rocce che possono fornire elementi utili per la vita. "Mentre Europa è notoriamente conosciuta come un mondo oceanico potenzialmente abitabile, oltre il 90% della massa di Europa proviene da roccia e metallo", ha sottolineato Trinh.
Alcuni scienziati ritengono inoltre che il fondo marino possa ospitare vulcani e bocche idrotermali che fornirebbero più energia e nutrienti per una potenziale biosfera.
I dubbi sul nucleo metallico
Dopo che la navicella spaziale Galileo della NASA ha raggiunto il sistema gioviano nel 1995, l'analisi dei dati sul campo gravitazionale di Europa ha suggerito che l'interno del satellite fosse diviso in un nucleo metallico e un mantello roccioso, come quello della Terra. da allora, è stato praticamente dato che scontato che questi strati si fossero formati durante la nascita della luna gioviana, o subito dopo.
Ora, "con nostra sorpresa, abbiamo scoperto che Europa potrebbe aver trascorso la maggior parte della sua vita senza un nucleo metallico completamente formato, cioè, ammesso che un tale nucleo esista", ha detto Trinh.
D'altra parte, uno studio del 2021, che riesaminava i dati di Galileo, suggeriva che Europa potrebbe essere meno massiccia di quanto si pensasse vicino al suo centro. E ciò potrebbe indicare un nucleo non completamente formato.
Uno dei motivi per cui Europa potrebbe non avere un nucleo completamente formato è che probabilmente il processo è avvenuto a temperature molto più fredde rispetto alla Terra, a causa della maggiore distanza della luna ghiacciata dal Sole e della massa della luna (circa l'1% della massa terrestre) che potrebbe non aver generato abbastanza energia per innescare o sostenere le attività che abbiamo visto e vediamo sul nostro pianeta. Ciò significa che, quando i mattoni di Europa si sono uniti, potrebbero non essersi sciolti e separati in un nucleo metallico e un mantello roccioso. Il che implica che il potenziale abitabile di Europa è incerto.
"Per la maggior parte dei mondi del Sistema Solare, tendiamo a pensare che la loro struttura interna sia fissata poco dopo la formazione. Questo lavoro è molto eccitante perché riformula Europa come un mondo il cui interno si è evoluto lentamente nel corso della sua intera vita. Questo apre porte per la ricerca futura per capire come questi cambiamenti potrebbero essere osservati nell'Europa che vediamo oggi", ha affermato Bierson.
Crediti: Arizona State University
Un'origine metamorfica
Il modello computerizzato di Trinh calcola come le temperature all'interno di una luna cambiano in 4,5 miliardi di anni, ipotizzando temperature iniziali relativamente basse da meno 73 gradi Celsius a 26 gradi Celsius.
Il team ha scoperto che l'oceano e il guscio ghiacciato di Europa potrebbero essersi formati nei primi 500.000 anni circa dopo la nascita della luna, quando le reazioni chimiche hanno portato l'acqua, contenute nelle rocce idrate, a risalire gradualmente dal mantello. Il nucleo metallico della luna, se esiste, si sarebbe invece formato almeno un miliardo di anni più tardi; il calore degli elementi radioattivi e le maree dovute dall'attrazione gravitazionale di Giove e degli altri satelliti potrebbero aver sciolto lentamente il nucleo di Europa nel corso della storia. E il processo di stratificazione interno potrebbe aver luogo ancora oggi.
"L'origine dell'oceano di Europa è importante perché il potenziale della luna di sostenere la vita in ultima analisi dipende dagli ingredienti chimici e dalle condizioni fisiche durante il processo di formazione dell'oceano", ha affermato Trinh..
Nell'ottobre 2024, la NASA prevede di lanciare un veicolo spaziale chiamato Europa Clipper, che dovrebbe arrivare su Europa nell'aprile 2030 e Trinh, Bierson e O'Rourke avranno sicuramente più dati da inserire nella simulazione per ottenere un quadro più completo.
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