Quando la nave spaziale New Horizons della NASA ha raggiunto Plutone lo scorso luglio, ha dato agli scienziati il loro primo sguardo dettagliato su uno degli oggetti più misteriosi del sistema solare. Oltre a meraviglie come montagne impennate, vulcani di ghiaccio e un gigantesco bacino a forma di cuore, le immagini irradiate dalla sonda rivelavano una superficie guastata da una rete di fessure e una forma particolarmente sferica.
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Per alcuni scienziati, queste ultime due scoperte suggeriscono che qualcosa di ancora più selvaggio potrebbe essere nascosto all'interno del minuscolo mondo, perché sono i primi indizi diretti che Plutone potrebbe ospitare un oceano sotterraneo sotto la sua crosta spessa e ghiacciata. Se confermato, un oceano su Plutone avrebbe profonde implicazioni, perché aumenterebbe la probabilità che altri corpi ghiacciati possano ospitare acqua liquida - e forse la vita.
"Il fatto che anche Plutone freddo e distante possa avere un oceano sotterraneo significa che ci sono potenziali habitat anche in luoghi apparentemente poco promettenti", afferma Francis Nimmo, uno scienziato di New Horizons dell'Università della California, Santa Cruz.
A parte la Terra, nessun corpo nel sistema solare ha grandi quantità di acqua liquida sulla sua superficie. Questo è un peccato per gli astrobiologi, poiché la maggior parte degli scienziati ritiene che l'acqua sia un ingrediente necessario per la nascita.
Tuttavia, le sonde spaziali hanno raccolto prove per decenni che le lune ghiacciate intorno a Giove e Saturno tengono vasti oceani sotto le loro croste. La luna di Saturno Encelado emette geyser che sono incredibilmente ricchi di acqua e carbonio, mentre l'Europa di Giove è coperta di fratture e creste che suggeriscono un oceano sotterraneo che si scioglie attraverso il ghiaccio. Questi mondi sono attualmente considerati alcuni dei posti migliori in cui cercare la vita altrove nel sistema solare.
Plutone è allo stesso modo ghiacciato, ma la differenza è che quelle lune hanno fonti di calore più ovvie per mantenere il liquido interno dell'acqua: l'impastamento gravitazionale che ricevono mentre oscillano attorno ai loro enormi pianeti genitori. Plutone non ha compagni e orbite enormi tra 3 e 5 miliardi di miglia dal sole, quindi gli astronomi per lo più hanno pensato che dovesse essere troppo freddo per un oceano moderno.
Alcuni modelli teorici suggeriscono che il decadimento radioattivo nell'interno roccioso di Plutone potrebbe riscaldare le cose abbastanza da creare un oceano sotterraneo ad un certo punto della sua storia, forse persino abbastanza calore che le acque persistono oggi, ma non c'erano prove concrete, dice Nimmo - fino ad ora.
Parlando a un recente incontro dell'American Geophysical Union (AGU) a San Francisco, Nimmo ha delineato due indizi chiave di New Horizons. Nessuno dei due da solo è una schiacciata, dice, ma insieme sono suggestivi.
In primo luogo, New Horizons ha rivelato la presenza di tettoniche estensive, faglie e fessure sulla faccia di Plutone che potrebbero indicare che la superficie ha subito un'espansione nel recente passato.
"Un modo semplice per farlo è se hai un oceano che sta iniziando a ricongelare", dice Nimmo, perché l'acqua si espande di volume quando passa da un liquido a un solido. "Mentre l'acqua liquida si congela di nuovo nel ghiaccio, la superficie esterna di Plutone deve spostarsi verso l'esterno e si ottiene l'espansione."
La seconda prova ha a che fare con la forma di Plutone, in particolare la notevole mancanza di un rigonfiamento attorno al suo equatore come quello trovato sulla Terra, sulla sua luna e su altri corpi celesti arrotondati.
Mentre i corpi sferici ruotano, le forze rotazionali spingono il materiale verso l'equatore, schiacciandolo leggermente. Il rigonfiamento equatoriale della luna è persino maggiore di quanto dovrebbe essere dato il suo attuale tasso di rotazione, e gli scienziati pensano che sia perché ruotava più velocemente all'inizio della sua storia, quando la roccia lunare era più duttile. Al contrario, sebbene Plutone giri più veloce della nostra luna, non ha alcun rigonfiamento.
"La luna sta registrando un antico stato di rotazione", afferma Nimmo. "Plutone non lo dimostra. Esistono diversi modi per distruggere un rigonfiamento fossile e uno di questi è avere un oceano." Questo perché l'acqua ha più libertà di movimento rispetto al ghiaccio, quindi uno strato liquido globale che scivola all'interno aiuterebbe a contrastare le forze di rotazione, riducendo un tale rigonfiamento.
Finora, il team di New Horizons sta realizzando un caso piuttosto solido per un oceano su Plutone, afferma Amy Barr Mlinar, esperta nella formazione e nell'evoluzione di solidi corpi planetari presso il Planetary Science Institute di Tucson, in Arizona.
“Si basa su un tipo di analisi di base della scienza planetaria. Non richiede molta modellazione fantasiosa in cui ci sono 45 diversi parametri di input che possono essere incasinati ", afferma Barr Mlinar.
Ma non tutti sono ancora convinti, anche gli altri membri del team di New Horizons. Le crepe superficiali di Plutone potrebbero essere spiegate da altri cambiamenti interni nella temperatura o nella struttura del ghiaccio, afferma Bill McKinnon, scienziato planetario della Washington University di St. Louis.
"Allo stesso modo, il crollo di un rigonfiamento fossile è coerente con un oceano su Plutone", afferma McKinnon. "Ma non è necessario un oceano. Né significa che l'oceano, anche se esistesse, deve esistere oggi. Il crollo del rigonfiamento fossile avrebbe potuto verificarsi miliardi di anni fa ".
New Horizons ha eseguito un singolo sorvolo di Plutone. Per una prova più concreta dell'oceano di Plutone, "dovremmo tornare indietro con una missione orbiter, forse più avanti in questo secolo", dice McKinnon.
Se i test futuri confermeranno la presenza di un oceano su Plutone, McKinnon pensa che potrebbero esserci ancora più mari nascosti in attesa di essere scoperti ai margini del sistema solare. Plutone fa parte della cintura di Kuiper, un anello di corpi simili che potrebbe anche generare calore interno dal decadimento radioattivo.
"Altri oggetti di grandi dimensioni della cintura di Kuiper sono simili o anche più ricchi di rocce, quindi questi mondi potrebbero anche avere oceani", dice.
Oceani così distanti sarebbero molto diversi da quelli a cui siamo abituati sulla Terra, osserva Nadine Barlow, astronoma della Northern Arizona University. Oltre a essere chiuso sotto decine di piedi di ghiaccio, un oceano Plutoniano avrebbe quasi certamente una composizione diversa rispetto ai mari della Terra.
"Dobbiamo ricordare che i ghiacci di Plutone non includono solo ghiaccio d'acqua ma anche ghiaccioli di biossido di carbonio e metano", afferma Barlow. Rispetto ai nostri mari, il potenziale oceano di Plutone sarebbe probabilmente anche particolarmente salato, ricco di sali disciolti e ammoniaca che contribuirebbe a ridurre il suo punto di congelamento e mantenerlo allo stato liquido.
Questi ingredienti extra renderebbero sgradevole l'acqua di mare di Plutone per gli astronauti, ma è ancora possibile che alcune forme di vita estrema possano chiamare tale oceano casa. E mentre New Horizons si è già allontanato da Plutone verso il prossimo obiettivo della cintura di Kuiper, la missione pianificata dalla NASA sulla luna gioviana Europa potrebbe essere un banco di prova cruciale per studiare gli oceani sotterranei su corpi ghiacciati e determinare la loro fattibilità per ospitare la vita.
Ciò significa che la missione Europa e le eventuali escursioni future per esplorare Plutone dovranno prendere precauzioni per non contaminare gli ambienti potenzialmente a supporto della vita con organismi terrestri, afferma Barlow.
Barr Mlinar concorda: "Potremmo dover pensare a modi intelligenti per esplorare la chimica dell'oceano di Plutone dalla superficie", dice. "Dobbiamo imparare di più sulla geologia di questi corpi e su come il materiale dell'oceano può essere espresso in superficie."
