Encelado, la luna di Saturno, sputa “mattoni della vita”: la nuova analisi dei dati Cassini che scuote l’astrobiologia

Mentre sulla Terra ci si occupa di questioni molto terrene, l’archivio dati delle vecchie missioni spaziali continua a riservare sorprese che potrebbero, un giorno, cambiare la nostra prospettiva sull’universo. È il caso della sonda Cassini, un progetto congiunto NASA, ESA (Agenzia Spaziale Europea) e ASI (Agenzia Spaziale Italiana), che ha terminato la sua gloriosa missione nel 2017. Un nuovo studio, pubblicato su Nature Astronomy, ha “riaperto” i dati raccolti quasi due decenni fa, svelando dettagli inediti e fondamentali su Encelado, una delle lune più affascinanti di Saturno.²

Il verdetto è chiaro: Encelado sta attivamente espellendo molecole organiche complesse dal suo oceano nascosto, composti che sulla Terra consideriamo i precursori fondamentali della vita. Non si tratta di materiale “vecchio” e alterato dalle radiazioni, ma di ghiaccio “fresco”, appena sparato nello spazio.

Il “cold case” della sonda Cassini

Facciamo un passo indietro. Fino al 2005, Encelado, luna di Saturno,  era considerata una palla di ghiaccio interessante ma relativamente inerte. Quell’anno, la sonda Cassini scoprì qualcosa di sbalorditivo: vicino al polo sud della luna, potenti getti d’acqua eruttavano da lunghe fratture nella crosta ghiacciata, sparando particelle di ghiaccio fin nello spazio. Questi getti (o plume) sono così potenti da alimentare l’anello E di Saturno, un sottile anello diffuso che segue l’orbita della luna.

Questa scoperta ha trasformato Encelado da oggetto geologico a obiettivo primario per l’astrobiologia. La presenza di quei geyser significava una cosa sola: sotto il guscio di ghiaccio, con uno spessore stimato tra i 20 e i 25 km, si nasconde un vasto oceano di acqua liquida globale.

Come spiega Nozair Khawaja, autore principale dello studio: “Cassini ha rilevato campioni da Encelado continuamente mentre volava attraverso l’anello E di Saturno. Avevamo già trovato molte molecole organiche in questi grani di ghiaccio, inclusi i precursori degli amminoacidi”.

L’anello di gas e detriti lasciato da Encelato durante la sua orbita attorno a Saturno – NASA

Ma c’era un problema. Il materiale che compone l’anello E può rimanere in orbita per secoli, venendo costantemente “cotto” (alterato) dalla luce solare e dalle radiazioni. Gli scienziati non potevano essere certi che ciò che vedevano fosse rappresentativo dell’oceano attuale o solo il risultato di una lunga esposizione spaziale.

L’importanza del “ghiaccio fresco”

Per capire cosa sta succedendo adesso all’interno di Encelado, i ricercatori avevano bisogno di analizzare materiale appena espulso. Fortunatamente, Cassini aveva raccolto i dati perfetti.

Durante un sorvolo ravvicinato (flyby) nel 2008, la sonda si era tuffata direttamente attraverso uno dei pennacchi più densi. In quel momento, i grani di ghiaccio che avevano lasciato l’oceano solo pochi minuti prima colpirono lo strumento CDA (Cosmic Dust Analyzer) di Cassini. Si trattava, letteralmente, del materiale più fresco e incontaminato mai campionato.

Questo materiale viaggiava a una velocità impressionante: circa 18 chilometri al secondo (oltre 64.000 km/h). E, paradossalmente, è stata proprio questa velocità folle a fornire la chiave per la nuova scoperta.

Getti di gas dalla superficie di Encelado, visione artistica

La velocità come chiave di lettura

Per anni, questi dati ad alta velocità sono rimasti di difficile interpretazione. Nozair Khawaja e il suo team hanno dovuto prima comprendere appieno i dati raccolti a velocità inferiori, durante i passaggi nell’anello E, per poter poi decifrare questi impatti ad alta energia.

Il motivo è puramente chimico-fisico, ma fondamentale:

1. A basse velocità: Quando un grano di ghiaccio colpisce il rilevatore lentamente, il ghiaccio si frantuma. Le molecole d’acqua $H_2O$ tendono a “raggrupparsi” (cluster) e il loro segnale, molto forte, finisce per mascherare i segnali più deboli delle molecole organiche eventualmente presenti.
2. Ad alte velocità (come nel flyby del 2008): L’impatto è così violento che le molecole d’acqua non hanno il tempo di raggrupparsi. Il segnale dell’acqua si “rompe”, permettendo allo strumento di “vedere” i segnali delle altre molecole che prima erano nascosti.

È stato come ripulire un segnale radio disturbato, rivelando improvvisamente una trasmissione chiara. Ci sono voluti anni per sviluppare le conoscenze necessarie ad applicare questa tecnica, ma i risultati sono stati ripagati.

Come i getti idrotermali che partono da Encelado si traducono in eruzioni dalla superficie giacciata

Cosa hanno trovato esattamente?

L’analisi del team ha rivelato un vero e proprio “zoo” chimico all’interno di quei grani di ghiaccio freschi.

Innanzitutto, hanno confermato la presenza di molecole organiche già viste nell’anello E. Questa è una prova cruciale: dimostra che quei composti sono davvero creati all’interno dell’oceano di Encelado e non sono un prodotto successivo dell’alterazione spaziale.

Ma, cosa più importante, hanno trovato molecole completamente nuove, mai viste prima nel materiale di Encelado. Per i chimici, la lista include:

• Frammenti molecolari alifatici
• Esteri/alcheni (etero)ciclici
• Eteri/etil
• Composti contenenti azoto e ossigeno (identificazione provvisoria)

Per i non addetti ai lavori, questi nomi non dicono molto. Ma il contesto è tutto. Sulla Terra, queste esatte famiglie di molecole sono coinvolte nelle catene di reazioni chimiche che, partendo da composti semplici, portano a molecole complesse essenziali per la vita come la intendiamo.

“Ci sono molti possibili percorsi dalle molecole organiche che abbiamo trovato nei dati di Cassini a composti potenzialmente biologicamente rilevanti,” afferma Khawaja. Questo, secondo lui, “aumenta la probabilità che la luna sia abitabile”.

Frank Postberg, co-autore dello studio, rincara la dose: “Queste molecole… dimostrano che le complesse molecole organiche rilevate da Cassini nell’anello E non sono solo un prodotto della lunga esposizione allo spazio, ma sono prontamente disponibili nell’oceano di Encelado”.

Struttura di Encelado e come si generano i getti da una superficie di ghiaccio

Encelado: l’ambiente abitabile perfetto?

Questa scoperta consolida l’immagine di Encelado come il candidato numero uno nel Sistema Solare, al di fuori della Terra, per la ricerca della vita.

Oggi sappiamo che questa piccola luna (è grande quanto la Gran Bretagna) possiede tutti gli ingredienti fondamentali che, secondo l’astrobiologia, sono necessari per la vita:

1. Acqua liquida: Un vasto oceano globale sotto la crosta.
2. Una fonte di energia: L’interazione mareale con Saturno “stira” il nucleo della luna, generando calore. Si ritiene che sul fondo dell’oceano di Encelado vi siano sorgenti idrotermali attive, simili a quelle che brulicano di vita negli abissi terrestri.
3. Elementi chimici chiave: Carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno (e probabilmente fosforo e zolfo).
4. Molecole organiche complesse: La conferma arrivata da questo studio.

L’oceano di Encelado non è solo umido e caldo (relativamente parlando, nel senso che non è ghiaccio… ), ma è chimicamente attivo adesso.

Il futuro: tornare (e atterrare) su Encelado

Scoperte come questa, basate su dati “vecchi”, sono di valore incalcolabile per pianificare le missioni future. L’ESA sta già studiando la fattibilità di una missione ambiziosa dedicata esclusivamente a Encelado.

Il piano non prevede solo di volare di nuovo attraverso i geyser con strumenti moderni e molto più sensibili di quelli di Cassini, ma di tentare addirittura un atterraggio vicino al polo sud, per raccogliere campioni di quella “neve” fresca che ricade sulla superficie.

Nicolas Altobelli, scienziato del progetto Cassini dell’ESA, commenta: “È fantastico vedere emergere nuove scoperte dai dati di Cassini quasi due decenni dopo la loro raccolta.⁵ Dimostra davvero l’impatto a lungo termine delle nostre missioni spaziali”.

Una missione su Encelado sarebbe una scommessa scientifica enorme. Ma la posta in gioco è la più alta possibile. Come conclude Nozair Khawaja, con un pensiero che ribalta la prospettiva: “Anche non trovare la vita su Encelado sarebbe un’enorme scoperta, perché solleverebbe serie domande sul perché la vita non sia presente in un ambiente del genere quando ci sono le giuste condizioni”.

In altre parole, se anche lì, con tutti gli ingredienti giusti, la vita non è nata, significherebbe che l’origine della vita (e quindi la nostra stessa esistenza) è un evento molto più raro e complesso di quanto osiamo immaginare. Ci sono evidentemente dei fattori che ancora non ci sono chiari: non bastano i mattoni, ci vuole anche il muratore, per costruire la vita.

Domande e Risposte sul testo

1. Domanda: Ma allora questa scoperta significa che hanno trovato la vita su Encelado?

Risposta: No, assolutamente. È fondamentale essere chiari: lo studio non ha trovato prove di vita, né batteri, né alieni. Ha trovato “mattoni della vita”, ovvero molecole organiche complesse (come eteri ed esteri) che sulla Terra sono i precursori delle reazioni chimiche che portano, ad esempio, agli amminoacidi e alle proteine. È come trovare farina, uova e zucchero in una cucina: non significa che ci sia una torta pronta, ma dimostra che tutti gli ingredienti necessari sono lì e sono freschi, pronti per essere usati.

2. Domanda: Perché questi dati, raccolti da Cassini nel 2008, sono stati analizzati e compresi solo ora?

Risposta: Questi specifici dati provenivano da un flyby ad altissima velocità (18 km/s). A quella velocità, l’impatto dei grani di ghiaccio sullo strumento (CDA) generava segnali molto “rumorosi” e difficili da interpretare. I segnali delle molecole d’acqua, molto abbondanti, mascheravano quelli delle molecole organiche, più rare. Sono stati necessari quasi due decenni di lavoro per comprendere prima i dati a bassa velocità (dall’anello E) e sviluppare poi le tecniche di analisi adatte a “filtrare” il rumore dei dati ad alta velocità, rivelando finalmente i segnali organici nascosti.

3. Domanda: Cosa significa esattamente che Encelado è “abitabile”? Vuol dire che potremmo andarci a vivere?

Risposta: No. In astrobiologia, “abitabile” ha un significato molto tecnico: indica un ambiente che possiede le condizioni fondamentali per sostenere la vita come la conosciamo (principalmente vita microbica). Queste condizioni sono: acqua liquida, una fonte di energia (calore, reazioni chimiche) e la presenza degli elementi chimici e delle molecole organiche di base.⁶ Encelado sembra averle tutte. Non significa che sia ospitale per gli esseri umani: la superficie è a -200°C, non c’è atmosfera respirabile e la pressione sotto i 20 km di ghiaccio è enorme.

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