I fantastici 4 con Io, Europa, Ganimede e Callisto
All’inizio della storia del Sistema Solare i grandi satelliti galileiani di GioveIo, Europa, Ganimede e Callisto, chiamati così perché scoperti da Galileo Galilei (1564-1642). si sono probabilmente formati con il materiale residuo dopo la condensazione di Giove dalla nube iniziale di gas e polvere che circondava il Sole; queste lune hanno all’incirca la stessa età del resto del Sistema Solare, cioè 4.5 miliardi di anni. A volte i satelliti vengono definiti anche un “mini-Sistema Solare”, questo perché come dicevo prima si sono formati dai resti di Giove come la Terra e gli altri pianeti si sono formati dai gas e dalle polveri rimasti dalla formazione del nostro Sole. Comunque le somiglianze non finiscono qui, infatti ogni pianeta del Sistema Solare interno è meno denso del suo vicino: per esempio Marte è meno denso della Terra, che è meno densa di Venere, che è meno densa di Mercurio; così le lune galileiane seguono lo stesso principio, essendo meno dense quanto più sono lontane da Giove. La riduzione della densità a distanze maggiori è probabilmente dovuta alla temperatura: il materiale più denso, roccioso e metallico, si condensa per primo, vicino a Giove o al Sole, mentre il materiale ghiacciato, più leggero, si condensa solo a distanze maggiori, dove fa più freddo. La distanza dal pianeta ne determina anche il grado di riscaldamento mareale, ecco perché Io, il più vicino a Giove, è talmente riscaldato da essere il corpo più attivo dal punto di vista vulcanico, e probabilmente ha eliminato da tempo l’acqua che aveva quando si è formato. Europa ha uno strato di ghiaccio e acqua sopra un interno roccioso e metallico, mentre Ganimede e Callisto hanno proporzioni più elevate di ghiaccio d’acqua e quindi densità più basse. So di essermi dilungata con le spiegazioni, ma erano necessarie per farvi capire come queste lune interagiscono le une con le altre e tutte con il loro grosso pianetone Giove.
Distanza tra Giove e i satelliti galileiani:
Io: 422.000 chilometri
Europa: 671.000 chilometri
Ganimede: 1.070.000 chilometri
Callisto: 1.883.000 chilometri
Io
Mi chiederete perché ha questo nome, Io, beh… lei era una giovane e bellissima donna, sacerdotessa della moglie di Zeus, la Dea Era…. ma andiamo avanti, come sapete la mitologia greca è molto vasta, come l’universo. Io è il primo dei satelliti galileani, il più vicino a Giove. Geologicamente è molto attivo, principalmente per gli effetti mareali dovuti al moto orbitale nelle vicinanze di Giove, che causano il continuo riscaldamento del sue zone interne e conseguentemente il rimodellamento della superficie. Qui infatti i vulcani, che sono molto attivi, depongono sulla superficie di questa luna diversi strati di lava. Queste eruzioni emettono materiali fino a 480 km di altezza, ecco da dove nascono i grandissimi campi di lava basaltica, questa può scorrere per centinaia di Km. La vetta più alta raggiunge i 17.000 mt. Da un recente articolo, comparso su Journal of Geophysical Research, sembrerebbe che l’atmosfera di Io sia composta da diossido di zolfo allo stato gassosoGenerata dai vulcani presenti sulla sua superficie ed in perenne attività., e che ghiacci e collassi al suolo del satellite non appena la stessa passa per l’ombra di Giove, per poi tornare allo stato gassoso (sublimando) quando il periodo d’ombra finisce.
Ultimamente Io é decisamente brioso, e sta generando una serie di potenti e persistenti eruzioni, rispetto a quelle osservate in passato il satellite produce degli enormi outburstEsplosioni vulcaniche.. Per essere poco più grande della Luna, Io è pieno di vulcani, con circa 150 dei 400 vulcani conosciuti che eruttano in qualsiasi momento, creando vasti laghi di lava fusa.
Come dicevo Io è da sempre molto attivo vulcanicamente, ma questa vivacità del satellite è davvero insolita; Jeff MorgenthalerPlanetary Science Institute using PSI’s Io Input/Output observatory (IoIO). sta osservando dal 2017 l’attività della luna che dice: “Tutto questo è dovuto alla sua relazione con Giove: Io orbita su un percorso ellittico, con conseguenti variazioni dell’attrazione gravitazionale che modificano la forma della luna mentre ruota intorno al pianeta. Anche le altre lune galileiane esercitano un’attrazione su Io. Questo crea un riscaldamento per attrito all’interno del satellite, che poi emette materiale fuso dal suo interno.”
Ciò che accade su Io ha poi delle ripercussioni anche su Giove. Siccome la Luna non ha un proprio campo magnetico, il biossido di zolfo che produce fuoriesce, formando uno strato di plasma che orbita intorno al pianeta; è tutto questo sistema che alimenta le aurore permanenti ultraviolette che brillano ai poli di Giove, le più potenti che si conoscano di tutto il Sistema Solare.
Per cui possiamo dire che Io è una luna è da tenere d’occhio… vedremo. Io attraversa fasi di attività vulcanica all’incirca su base annua. L’eccentricità della sua orbita molto piccola in realtà e l’effetto della forte gravità di Giove, fanno si che lo si comprima ed espanda continuamente, in un processo che si chiama tidal heating, riscaldamento mareale.
Europa
Come abbiamo visto prima con Io, anche questo satellite prende il nome da un’amica di Zeus…. Eh lo so, era molto… farfallino!!
Europa è costituita per lo più da ghiaccio d’acqua, e gli scienziati ritengono che il suo “guscio” abbia uno spessore di 15-25 chilometri e che galleggi su un oceano profondo dai 60 ai 150 chilometri. Quindi, mentre Europa ha solo un quarto del diametro della Terra, il suo oceano potrebbe contenere il doppio dell’acqua di tutti gli oceani terrestri messi insieme. Le diverse linee che si intersecano le une con le altre; sono fratture del ghiaccio che ricopre l’oceano liquido, il quale fuoriesce quando la crosta si spezza. Nel 1994 si è notato tramite lo spettrografo del telescopio spaziale Hubble, che attorno al satellite c’è una sottile atmosfera composta da ossigeno. Le sue montagne sono alte più o meno 1 Km, e il suo raggio misura 1.560 Km quando la terra ne misura 6.371 Km, il suo diametro equatoriale è di 3.100 chilometri.
Il telescopio Hubble ha rilevato Geyser alti fino a 200 km su questa luna, Il team che ha misurato il vapore ha utilizzato uno spettrografo situato presso l’Osservatorio Keck, delle Hawaii che ha analizzato la composizione chimica delle atmosfere planetarie, attraverso la luce infrarossa che emettono o assorbono.
Gli esperti della NASA l’hanno definita “una soprendente attività”, che potrebbe facilitare in futuro missioni volte a studiare gli strati più interni del satellite; nei prossimi anni un satellite dovrebbe sorvolare la luna e raccogliere campioni di vapore in ricaduta… vedremo che cosa succederà, nel frattempo continuiamo.
Sappiamo che Europa compie un’orbita attorno a Giove che è a circa 671.000 chilometri dal pianeta, impiegandoci circa 3.5 giorni; rivolgendogli sempre lo stesso emisfero. L’orbita di Europa è ellittica cioè leggermente allungata rispetto a quella circolare, per cui la sua distanza da Giove varia e il lato vicino della luna sente la sua gravità più fortemente del lato lontano. L’entità di questa differenza cambia durante l’orbita di Europa, creando maree che allungano e rilassano la superficie della luna; questa flessione provocata dalle maree si crede che provochi le fratture della sua superficie. Se l’oceano di Europa esiste veramente, il riscaldamento dovuto alle maree potrebbe anche portare a un’attività vulcanica o idrotermale sul fondale del mare.
Le macchie scure che si notano nella foto sopra, sono chiamate “lenticulae” o lentiggini, le dimensioni suggeriscono che il guscio ghiacciato di Europa potrebbe essere in movimento. Vi ricordate le lampade di lava? Ecco il principio è più o meno quello… il ghiaccio più “caldo” che si muove verso l’alto dal fondo dell’oceano ghiacciato anch’esso, mentre il ghiaccio più “freddo” vicino alla superficie affonda verso il basso. Altre prove hanno dimostrato che Europa ha probabilmente un profondo oceano fuso sotto il suo guscio ghiacciato. Il ghiaccio color ruggine che erutta sulla superficie per formare le lentiggini può contenere indizi sulla composizione dell’oceano.
Nello spazio intorno a Europa misure del campo magnetico di Giove, hanno permesso di rilevare delle anomalie dovute all’interazione con un altro campo, creato all’interno di Europa da uno strato profondo di un fluido elettricamente conduttivo, al disotto della superficie. In base alla composizione ghiacciata di Europa, gli scienziati ritengono che il materiale più probabile per creare questa firma magnetica sia un oceano globale di acqua salata, e questa è ancora la migliore prova che abbiamo dell’esistenza di un oceano su Europa.
Per oggi è davvero tutto… ma sapete che la settimana prossima pubblicherò la fine di questa storia, con Callisto e Ganimede come protagonisti? A presto!!!!