I pianeti nani ghiacciati nel sistema solare potrebbero nascondere oceani sotterranei e attività geotermica

Le frontiere del Sistema Solare, soprattutto oltre l'orbita di Nettuno, ospitano corpi celesti le cui proprietà e processi interni rimangono in gran parte sconosciuti. Tra questi oggetti, i pianeti nani come Eris e Makemake si distinguono per la loro composizione e il loro ambiente aspri. Recentemente, una ricerca condotta da scienziati del Southwest Research Institute (SwRI) e dell'Università della Florida Centrale (UCF), è stata pubblicata sulla rivista IcaroHa rivelato indicatori di attività geotermica su questi corpi ghiacciati. Questa scoperta sfida le percezioni precedenti sulle dinamiche interne dei pianeti nani e apre nuovi orizzonti per esplorare i processi geologici che hanno luogo nelle lontane regioni del nostro sistema solare.

Attività geotermica nel freddo estremo dei pianeti nani

Eris, situato nella lontana fascia di Kuiper, è stato scoperto nel gennaio 2005, sollevando dubbi sullo stato di Plutone. Con un diametro di soli 44 chilometri più piccolo di Plutone, ma più grande del 25%, Eris ha ridefinito la categoria dei pianeti nani. Questa scoperta portò anche Plutone a essere riconsiderato come un pianeta nano. Due mesi dopo la scoperta di Eris, fu scoperto Makemake, con un diametro di 1.430 chilometri. Pertanto è più piccolo di Eris e Plutone di circa 1.000 km. Si caratterizza inoltre per la sua lucentezza e la sua superficie è ricoperta di gas metano ghiacciato. Ciò li rende un argomento di studio preferito per comprendere la formazione e l'evoluzione delle sfere ghiacciate.

I ricercatori hanno utilizzato le capacità di visualizzazione a infrarossi del James Webb Space Telescope (JWST). Questi ultimi riescono a penetrare il velo di ghiaccio e polvere che avvolge questi pianeti nani. Fornisce dati dettagliati sulla sua composizione chimica. Analizzando la luce riflessa da IRIS e Makemake, il telescopio ha rilevato firme spettrali che indicano la presenza di metano e acqua.

La scoperta di punti caldi del metano su questi pianeti nani è stata particolarmente rivelatrice. Queste osservazioni sono state integrate dalla modellazione computerizzata. Hanno permesso ai ricercatori di simulare processi interni che potrebbero spiegare l’attività geotermica osservata. Questi modelli tengono conto del decadimento radioattivo, delle interazioni gravitazionali e persino della cristallizzazione del ghiaccio interno, che può generare calore.

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La rivoluzione sui pianeti nani

Più specificamente, il metano è un idrocarburo costituito da un atomo di carbonio e quattro atomi di idrogeno. Gli isotopi di questi atomi, che differiscono nel numero di neutroni, forniscono la prova dell'origine del metano su questi pianeti nani. Contrariamente alle aspettative sull’accumulo di metano sin dalla formazione del sistema solare, le misurazioni del telescopio spaziale James Webb rivelano un rapporto deuterio/idrogeno che indica una profonda composizione geochimica su questi mondi. secondo Christopher GlennDal Southwest Research Institute in Texas, questa firma isotopica indica temperature più elevate nei nuclei di questi pianeti, necessarie per la formazione di metano e azoto molecolare, l’ultimo dei quali è stato rilevato anche su Eris.

Queste condizioni indicano la presenza di reazioni idrotermali nelle carote rocciose. Il calore e la pressione trasformano il materiale in gas metano. Questi ultimi migrano poi verso la superficie mediante degasaggio o attività vulcanica. La produzione di metano richiede temperature superiori a 150°C. Probabilmente deriva dal decadimento degli isotopi radioattivi nel nucleo. Questa attività interna potrebbe anche indicare la presenza di acqua liquida sotto la superficie ghiacciata, aumentando la possibilità di abitabilità su questi mondi.

Le osservazioni di Will Grundy del Lowell Observatory evidenziano un rapporto isotopico del carbonio che indica una recente ricomparsa. Ciò rafforza l’idea di un’attività geologica attiva e recente. È probabile che sarà in grado di fornire metano sulla superficie di questi pianeti nani.

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Effetti dell'energia geotermica sulla formazione ed evoluzione dei pianeti nani

La scoperta di una significativa attività geotermica su pianeti nani come Eris e Makemake mette fortemente in discussione le nostre precedenti nozioni sulla natura di questi oggetti distanti. Fino a poco tempo fa, la comunità scientifica considerava questi corpi celesti entità in gran parte inerti. Le loro superfici ghiacciate testimoniano una storia geologica congelata fin dagli albori del sistema solare, classificandole come tracce di formazione planetaria. Offrivano poco dinamismo interno o cambiamenti significativi nel tempo. Tuttavia, l’identificazione dell’attività geotermica suggerisce una storia completamente diversa, poiché questi oggetti sono tutt’altro che statici.

Infatti, la presenza di processi geotermici attivi suggerisce che i pianeti nani potrebbero essere teatro di complessi fenomeni geologici. Questi processi interni dinamici hanno il potenziale per trasformare radicalmente la superficie di questi pianeti nani nel tempo. Modificano la distribuzione e la composizione del ghiaccio superficiale. Inoltre, questa attività indoor può rilasciare gas volatili, come il metano, nell'atmosfera. La conseguenza? Crea microambienti in cui le condizioni differiscono significativamente da quelle previste su oggetti così lontani dal Sole.

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Mondi abitabili sui pianeti nani?

Il rilascio di gas come il metano dall’interno di questi pianeti potrebbe contribuire a creare un’atmosfera più spessa e complessa di quanto precedentemente previsto. Ciò influenzerebbe la ritenzione del calore e potrebbe consentire ai liquidi di rimanere sulla superficie in determinate condizioni. Questi fenomeni, a loro volta, possono influenzare i meccanismi di formazione ed evoluzione delle atmosfere in corpi simili. Questi risultati forniscono un nuovo quadro per comprendere come si evolvono gli ambienti abitabili in aree precedentemente considerate inospitali.

Le teorie sviluppate da Iris e Makemake sull'origine del metano potrebbero essere estese a Titano, luna di Saturno. Studi recenti suggeriscono che il metano superficiale non raggiunge l’oceano sotterraneo di Titano, mettendone in dubbio l’abitabilità. Tuttavia, se Titano genera metano geotermico nel suo nucleo, come osservato su Iris e Makemake, è possibile che il suo oceano si arricchisca di composti di carbonio dall’interno, piuttosto che dalla superficie.

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fonte : Icaro