C’è un oceano ribollente sotto il ghiaccio? La sonda Cassini e i segreti della luna di Saturno

    Sotto la crosta ghiacciata di Encelado si nasconde un oceano salato. I geyser analizzati da Cassini contengono molecole organiche, fosforo e idrogeno, mentre il nucleo roccioso potrebbe fornire l’energia necessaria alla vita.

    Rappresentazione artistica di un geyser sulla superficie ghiacciata di Enceladus, con Saturno sullo sfondo.
    Rappresentazione artistica di un geyser sulla superficie ghiacciata di Enceladus, con Saturno sullo sfondo.

    A quasi dieci anni dalla conclusione della missione Cassini, i dati raccolti continuano a svelare inaspettate sorprese riguardanti Enceladus, la luna di Saturno. In particolare, l'oceano caldo e salato nascosto sotto la crosta ghiacciata appare essere un laboratorio chimico attivo, ricco di molecole particolarmente complesse. Tutti gli ingredienti per la nascita della vita sono presenti, anche se di microrganismi ancora nessuna traccia.

    Cassini, la missione che ha svelato i segreti di Encelado

    La missione Cassini-Huygens, preparata dallo sforzo congiunto di NASA, ESA e ASI, è stata lanciata nel 1997 con l’obiettivo di studiare Saturno, i suoi anelli e le sue lune. Arrivata a destinazione nel 2004, Cassini ha raccolto dati per 13 anni concludendo le sue operazioni nel 2017 con una discesa controllata, ma irreversibile, negli strati più profondi dell'atmosfera di Saturno.

    Ancor prima della sua discesa su Saturno, Cassini aveva sganciato il modulo Huygens facendolo scendere sulla luna Titano, con lo stesso obiettivo di raccogliere e trasmettere informazioni sugli strati atmosferici più profondi durante la discesa.

    La scoperta più preziosa fatta con Cassini è stata che sotto la superficie ghiacciata e inospitale della luna Enceladus si cela un enorme oceano di acqua liquida e salata.

    Rappresentazione artistica della sonda Cassini in esplorazione di Saturno, dei suoi anelli e delle sue lune.
    Rappresentazione artistica della sonda Cassini in esplorazione di Saturno, dei suoi anelli e delle sue lune.

    A svelarne l’esistenza sono stati i geyser osservati da Cassini nella regione del polo sud.

    Il nome Enceladus fu assegnato dall’astronomo Herschel seguendo la convenzione usata per le lune precedentemente scoperte di dare il nome di Titani e Giganti della mitologia greca. Encelado era uno dei Giganti, figli di Gea e Urano. Secondo la leggenda, fu sconfitto dalla dea Atena durante la Gigantomachia e sepolto vivo in Sicilia sotto il Monte Etna. Si ritiene che questa fosse la sua prigione e lui il responsabile delle eruzioni.

    Delle 274 lune finora scoperte attorno a Saturno, Enceladus è la sesta più grande con un diametro di circa 500 km.

    Ha una struttura interna a strati con un nocciolo roccioso ricoperto da un oceano liquido di circa 30-40 km di profondità, ed un guscio esterno molto spesso e ghiacciato.

    Dentro i geyser: una finestra sull’oceano nascosto

    Una volta scoperti, la sonda Cassini ha più volte attraversato questi pennacchi di vapore che emergono da fratture nella superficie ghiacciata, raccogliendo dati con uno spettrometro di massa e con il Cosmic Dust Analyzer.

    Attraverso alcune fratture della crosta ghiacciata, l’acqua del sottostante oceano fuoriesce a pressione e raggiunto il vuoto in superficie si trasforma in vapore d’acqua e frammenti di ghiaccio che contengono la stessa chimica del sottostante oceano.

    Il materiale espulso attraverso i geyser è costituito soprattutto da acqua, ma contiene anche anidride carbonica, metano, ammoniaca, idrogeno molecolare e numerosi sali.

    Nei granelli di ghiaccio sono stati identificati cloruro di sodio, carbonati, bicarbonati e composti del potassio, probabilmente derivanti dal prolungato contatto con il nucleo roccioso. L’oceano di Encelado non è di acqua pura, ma un ambiente salino chimicamente attivo.

    Nuove molecole emergono dai dati di Cassini

    E’ interessante come a distanza di quasi 10 anni dalla fine della missione Cassini, l’analisi della mole di dati raccolti continua ad essere analizzata da più gruppi di ricerca. Queste analisi continuano a produrre risultati originali che mostrano come la chimica nel sottosuolo di Enceladus sia più complessa di quanto pensato inizialmente.

    I geysers che emergono dal polo sud di Enceladus, come osservati dalla sonda Cassini. Credit: NASA/JPL/Space Science Institute
    I geysers che emergono dal polo sud di Enceladus, come osservati dalla sonda Cassini. Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

    Uno studio pubblicato su Nature Astronomy nel 2025 ha rianalizzato particelle raccolte direttamente durante un passaggio ravvicinato di Cassini. I risultati hanno confermato la presenza di una notevole varietà di composti organici, alcuni dei quali potrebbero partecipare a reazioni importanti nella chimica prebiotica.

    E’ stata confermata la presenza di molecole organiche necessarie alla vita come la conosciamo, ma nessuna prova della presenza di microrganismi.

    Il calore segreto che mantiene vivo l’oceano

    Ma cosa mantiene liquido questo oceano sommerso? La fonte di energia e calore è la forza mareale, cioè le deformazioni continue che questa luna subisce sotto l'azione gravitazionale esercitata da Saturno e dalle altre lune.

    Questa illustrazione mostra il processo attraverso il quale composti organici leggeri, solubili e reattivi si depositano sui granelli di ghiaccio emessi dai getti d'acqua della luna di Saturno Enceladus. Credit: NASA/JPL-Caltech
    Questa illustrazione mostra il processo attraverso il quale composti organici leggeri, solubili e reattivi si depositano sui granelli di ghiaccio emessi dai getti d'acqua della luna di Saturno Enceladus. Credit: NASA/JPL-Caltech

    L'attrito interno genera sufficiente calore a mantenere l'acqua allo stato liquido. Ma, sulla base dei composti trovati, si ipotizza anche una sorta di attività geotermale che coinvolge il nucleo roccioso.

    All'interno del nucleo poroso esisterebbe qualcosa di simile alle sorgenti calde osservate sui nostri fondali oceanici.

    Flussi termali potrebbero trasportare i composti verso il polo sud e poi risalire in superficie dove generano geyser. Tra l'altro i minerali presenti nei sistemi idrotermali possono comportarsi come piccole celle elettrochimiche naturali, generando potenziali elettrici e favorire la trasformazione dell’anidride carbonica in molecole organiche.

    Successivamente a Cassini, i geyser sono stati osservati anche distanza anche dal telescopio spaziale James Webb che ne ha misurato l'estensione in altezza per migliaia di km.

    Acqua liquida, elementi chimici essenziali, molecole organiche e fonti di energia sono le quattro condizioni che ad oggi rendono Enceladus uno dei migliori candidati per la ricerca della vita extraterrestre.

    Riferimento della notizia

    Nozair Khawaja, Frank Postberg, et al.. (2025). Detection of organic compounds in freshly ejected ice grains from Enceladus’s ocean.