Crediti: Dati immagine NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS. Elaborazione immagini: Gerald Eichstädt.
Per la prima volta una missione spaziale è riuscita a misurare direttamente il calore che risale dal sottosuolo di Io, offrendo agli scienziati uno strumento inedito per comprendere i processi geologici che alimentano il corpo più vulcanicamente attivo del Sistema Solare. Il risultato, ottenuto dalla missione Juno della NASA, rappresenta un progresso significativo nello studio del riscaldamento mareale, il meccanismo che genera l’intensa attività vulcanica della luna di Giove, e apre nuove prospettive per l’esplorazione dei mondi rocciosi e ghiacciati.
I risultati, pubblicati sul Journal of Geophysical Research: Planets, si basano sulle osservazioni raccolte durante due sorvoli ravvicinati effettuati il 30 dicembre 2023 e il 3 febbraio 2024, quando la sonda si è avvicinata fino a circa 1.500 chilometri dalla superficie di Io.
Attorno a Giove dal 2016, dopo il lancio avvenuto nel 2011, Juno è oggi impegnata nella fase estesa della missione. Nato per studiare l’atmosfera e la struttura interna del gigante gassoso, il veicolo continua a produrre risultati scientifici anche grazie alle osservazioni delle principali lune del sistema gioviano.
Io rivela il calore nascosto sotto la crosta
Fino a oggi le informazioni sul calore interno di Io provenivano quasi esclusivamente da osservazioni all’infrarosso, capaci di rilevare soltanto la temperatura dello strato più superficiale. La novità introdotta da Juno consiste nell’utilizzo del Microwave Radiometer (MWR), uno strumento progettato per osservare al di sotto delle nubi di Giove e che, durante la missione estesa, ha dimostrato di poter investigare anche il sottosuolo delle lune del pianeta.
Grazie alle sue sei antenne operanti su differenti lunghezze d’onda, il radiometro ha misurato l’emissione termica proveniente da profondità comprese tra pochi centimetri e alcune decine di metri.
Le osservazioni mostrano che, ovunque sia stato effettuato il rilevamento, la temperatura aumenta di oltre 40 gradi Fahrenheit già a pochi metri dalla superficie. Un gradiente termico troppo elevato per essere spiegato dal solo irraggiamento solare.
Secondo il team scientifico, una prima spiegazione è rappresentata da un flusso continuo di calore che risale attraverso una crosta conduttiva. Sebbene il flusso misurato sia compreso tra 1 e 3 watt per metro quadrato, esteso all’intera superficie della luna equivale a un rilascio energetico fino a 30 volte superiore al flusso medio di calore terrestre.
L’ipotesi alternativa è che il segnale sia prodotto da vaste colate laviche ancora in fase di raffreddamento, ricoperte da una crosta solidificata spessa circa 9-11 metri, che potrebbe interessare approssimativamente il 10% della superficie di Io in un dato momento.
“Il radiometro a microonde Juno ha osservato direttamente l’emissione di calore di Io guardando al di sotto della superficie”, ha dichiarato Scott Bolton, responsabile scientifico della missione Juno presso il Southwest Research Institute. “La sorprendente scoperta di poter osservare al di sotto della superficie rocciosa di una luna ha importanti implicazioni per lo studio dei vulcani terrestri.”
Bolton osserva inoltre che uno strumento analogo, utilizzato in prossimità dei vulcani terrestri, potrebbe contribuire a identificare come il calore si distribuisce nel sottosuolo, offrendo nuove informazioni sull’evoluzione dei sistemi vulcanici.
Una superficie più liscia e leggera del previsto
Le osservazioni effettuate durante i due sorvoli hanno prodotto anche un secondo risultato di rilievo. Oltre alle montagne già conosciute, Io presenta vaste aree pianeggianti che si estendono per oltre 100 chilometri e riflettono le microonde in modo differente rispetto alle regioni più accidentate.
Analizzando le immagini ottenute da differenti angolazioni, i ricercatori hanno ricostruito le caratteristiche fisiche del materiale superficiale, arrivando alla conclusione che la sua densità è sorprendentemente ridotta.
“Lontano dalle montagne, la superficie assomiglia di più alle Grandi Pianure del Nord America e, anche se Io è un corpo roccioso, il materiale superficiale ha una densità molto bassa, più simile alla pomice o a una soffice cenere vulcanica che a roccia solida”, ha spiegato Shannon Brown, autrice principale dello studio presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA.
Una nuova prospettiva sul riscaldamento mareale
Oltre alla comprensione della geologia di Io, la scoperta conferma il valore scientifico della fase estesa della missione Juno, che negli ultimi anni ha ampliato i propri obiettivi dalle osservazioni di Giove allo studio delle sue lune principali.
In precedenza il Microwave Radiometer aveva già consentito di investigare le croste ghiacciate di Europa e Ganimede. L’applicazione della stessa tecnica a un corpo roccioso e vulcanicamente attivo rappresenta invece un risultato inatteso che amplia le potenzialità dello strumento.
Come ha sottolineato Bolton, «Io offre una finestra unica per comprendere come funziona il riscaldamento mareale in tutto il cosmo». Lo stesso processo fisico alimenta infatti l’attività vulcanica della luna di Giove e contribuisce a mantenere liquidi gli oceani sotterranei di altri satelliti del Sistema Solare.
La possibilità di osservare il percorso del calore dall’interno verso la superficie introduce quindi un nuovo approccio allo studio dei corpi planetari. Più che aggiungere un nuovo dato su Io, i risultati di Juno dimostrano che è possibile investigare direttamente la dinamica termica del sottosuolo di mondi lontani, aprendo nuove prospettive per la geofisica planetaria e per le future missioni di esplorazione.
Fonte dati: JPL – NASA
Michelangelo Moles laureato magistrale in Corporate Communication e Media è specializzato nei temi della space economy e della blue economy, con particolare attenzione agli aspetti legati all’innovazione, alla comunicazione strategica e alla divulgazione dei nuovi modelli economici connessi al mare e allo spazio.
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