Le emissioni radio di Giove potrebbero rivelare gli oceani sulle sue lune ghiacciate, affermano i geologi planetari

Tra le destinazioni più emozionanti del Sistema Solare ci sono le lune ghiacciate di Giove Europa, Ganimede e Callisto. Mentre la temperatura superficiale di questi corpi è di -160 °C, gli astronomi credono che nascondano tutti oceani di acqua liquida sotto le loro superfici ghiacciate. Ciò solleva l'intrigante possibilità che queste lune abbiano tutti gli ingredienti necessari per la vita.

Quindi non sorprende che gli astronomi vogliano osservare più da vicino questi luoghi e, infine, visitare e assaggiare l'acqua che si trova al di sotto. Ma prima che ciò possa accadere, devono misurare e caratterizzare gli oceani per comprenderne meglio le dimensioni, la composizione e il potenziale di vita.

Una domanda importante, quindi, è come farlo al meglio.

Oggi otteniamo una sorta di risposta grazie al lavoro di Andrew Romero-Wolf e compagni del Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, in California. Questi ragazzi hanno escogitato un nuovo modo per misurare la struttura interna di questi oceani usando una sorta di sistema radar che penetra nel terreno.

La cosa interessante della loro proposta è che è estremamente robusta e relativamente economica perché le onde radio saranno fornite dallo stesso Giove, una delle sorgenti radio più rumorose del Sistema Solare.

Il radar che penetra nel terreno funziona trasmettendo onde radio sulla Terra e ascoltando i riflessi dai confini tra gli strati e persino dagli oggetti sepolti. A condizione che sia sufficientemente sensibile, questo meccanismo dovrebbe essere in grado di individuare facilmente i confini tra ghiaccio e acqua, tra acqua e roccia.

Infatti, è stato utilizzato in varie missioni per comprendere meglio altri pianeti, come la sonda Mars Express dell'agenzia spaziale europea e il Mars Reconnaissance Orbiter costruito dal Jet Propulsion Laboratory.

Naturalmente, più potente è il radar, maggiori sono le informazioni che può inviare. E qui sta un problema. L'energia è una risorsa limitata in qualsiasi missione spaziale, in particolare su Giove, dove la sua distanza dal sole limita drasticamente la quantità di energia solare disponibile.

Entra Romero-Wolf e compagni. Questi ragazzi sottolineano che lo stesso Giove è un potente emettitore di onde radio esattamente alla lunghezza d'onda delle decine di metri, o decametri, utile per i radar che penetrano nel terreno. In effetti, le emissioni di Giove a queste lunghezze d'onda sono circa 3000 volte più forti dello sfondo galattico. Questo ha dato loro l'idea per un nuovo approccio al problema.

La loro idea è quella di posizionare una sonda tra Giove e il suo obiettivo, Europa per esempio. Questa sonda ascolta i segnali radio generati dal pianeta mentre si dirigono verso la luna. Quindi ascolta eventuali riflessi dalla struttura interna della luna.

I geologi planetari sulla Terra possono quindi utilizzare queste informazioni per costruire un'immagine dettagliata della struttura della luna e degli oceani che può nascondere. Uno strumento situato tra la luna ghiacciata e Giove potrebbe campionare l'emissione [radio decametrica] insieme ai suoi echi riflessi nello strato di ghiaccio della luna bersaglio, dicono.

Il grande vantaggio di questa idea è che è completamente passiva: la navicella spaziale non ha bisogno di generare alcuna onda radio, solo per ascoltarla. Ciò semplifica il design, riduce i costi e aumenta le possibilità di successo, dato che c'è meno che può andare storto. La natura passiva di questa tecnica serve come riduzione del rischio in caso di guasto del trasmettitore radar, dicono.

Ci sono sfide ovviamente. Uno di questi è che le emissioni di onde radio decametriche di Giove sono altamente complesse e variabili.

Queste onde sono generate da particelle cariche che si muovono attraverso il campo magnetico del pianeta. Generano onde radio con frequenze comprese tra 10 e 40 MHz. E sono altamente direzionali. Sulla Terra, rileviamo questa radiazione solo quando alcune parti di Giove sono rivolte verso di noi, il che implica che queste particelle sono preferibilmente intrappolate in alcune parti del campo.

Inoltre, queste emissioni radio sono fortemente influenzate dall'interazione tra il campo magnetico di Giove e i suoi satelliti, in particolare Io. Anche il Sole gioca un ruolo perché il suo campo magnetico interagisce anche con quello di Giove. Questo crea un mix complesso.

Gran parte di questa variazione può essere compensata dal progetto della missione che misura le onde radio durante il viaggio verso la luna e le riflessioni sulla via del ritorno. Tuttavia, la complessità di questo scenario fornirà un interessante intrattenimento per gli analisti di dati.

È un'idea interessante, non da ultimo per il suo potenziale per ridurre il costo di una missione futura. L'agenzia spaziale europea sta attualmente pianificando una missione chiamata Jupiter Icy Moon Explorer o JUICE da inviare al sistema gioviano nel 2022. La NASA ha piani meno ben sviluppati. Dovrebbe essere possibile per entrambe le agenzie sfruttare questa idea.

In un modo o nell'altro, dovremmo avere un'idea molto migliore della natura delle profondità d'acqua su questi corpi negli anni 2030.

Rif: arxiv.org/abs/1404.1876 : Una sonda passiva per gli oceani sotterranei e l'acqua liquida nelle lune ghiacciate di Giove

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