20:04 13 Agosto 2020
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Taluni scienziati statunitensi hanno dimostrato che su Plutone e su altri grandi corpi celesti della Fascia di Kuiper dopo la loro formazione si formarono oceani i quali in seguito furono ricoperti dal ghiaccio. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature Geoscience. Si è sempre ritenuto che Plutone, pianeta sito a grande distanza dal Sole, avesse originato sotto forma di una palla di roccia e ghiaccio che gradualmente si sarebbe surriscaldata a cause del decadimento radioattivo del nucleo. Di conseguenza, sulla superficie del pianeta il ghiaccio sciolto avrebbe formato un oceano sotterraneo. Questo è il cosiddetto scenario a inizio freddo (o cold start).

Scienziati dell’Università della California a Santa Cruz e del Southwest Research Institute di San Antonio (Texas) hanno preso in esame le immagini della superficie di Plutone scattate dalla sonda interplanetaria della NASA New Horizons e hanno ipotizzato lo scenario alternativo dell’inizio caldo (o hot start) per il protopianeta.

I ricercatori hanno rilevato sulla superficie di Plutone numerose faglie strutturali. Gli autori hanno simulato il modello a inizio caldo dell’evoluzione del nucleo e hanno dimostrato che dette faglie comparvero probabilmente quando l’oceano liquido sommerso fu ricoperto dal ghiaccio e non viceversa, ossia quando si sciolse.

“Se all’inizio l’interno di Plutone fosse stato freddo e ghiacciato, con lo sciogliersi del ghiaccio si sarebbe dovuto contrarre e oggi dovremmo vedere sulla sua superficie caratteristiche di compressione; mentre se all’inizio fosse stato caldo, avrebbe dovuto espandersi mentre l’oceano si congelava e ora sulla sua superficie dovremmo vedere caratteristiche di estensione. Vediamo molte evidenze di un’espansione, ma non vediamo alcuna prova di compressione, quindi le osservazioni sono più coerenti con l’esistenza di un oceano liquido iniziale”, spiega Carver Bierson, primo autore dello studio.

Secondo il team di ricerca, l’accrescimento di materiale nel processo di formazione di Plutone generò calore a sufficienza perché si creasse un oceano liquido che si conservò al di sotto di un rivestimento ghiacciato sino ai giorni nostri sebbene l’orbita del pianeta si trovi lontana dal Sole, nella fredda periferia del Sistema solare.

La questione principale alla quale devono rispondere gli scienziati è se vi fu energia a sufficienza per garantire un “inizio caldo”. Come fonti potenziali sono state considerate le seguenti: il calore emesso dal decadimento degli elementi radioattivi contenuti nel nucleo; l’energia gravitazionale prodottasi durante il bombardamento di nuovo materiale sulla superficie del protopianeta.

Le stime degli scienziati hanno dimostrato che, se l’intera energia gravitazionale si fosse conservata sotto forma di calore, sarebbe stata sufficiente una sola fonte di energia per creare l’oceano liquido. Tuttavia, in questo caso il processo di accrescimento avrebbe dovuto essere molto rapido, altrimenti una quota considerevole di energia sarebbe stata respinta dalla superficie del corpo celeste e reindirizzata verso lo spazio aperto. I ricercatori hanno calcolato che, qualora l’ipotesi di un riscaldamento così rapido corrispondesse al vero, la formazione di Plutone si sarebbe protratta per circa 30.000 anni.

“Se si accumula troppo lentamente, il materiale caldo sulla superficie irradia energia nello spazio, ma se si accumula abbastanza rapidamente il calore rimane intrappolato all’interno”, spiega un altro autore dello studio, il professor Francis Nimmo dell’Università di California a Santa Cruz.

Il team di ricerca ipotizza che anche altri corpi celesti della Fascia di Kuiper quali i pianeti nani Eris e Makemake abbiano avuto un inizio caldo e presentato degli oceani liquidi nella loro fase primordiale.

I ricercatori ipotizzano anche un altro scenario: inizialmente Plutone era freddo, si sarebbe poi surriscaldato, il che ha consentito la formazione di un oceano, successivamente il pianeta si sarebbe nuovamente raffreddato con il conseguente congelamento dell’oceano e la relativa formazione di faglie sulla superficie. Tuttavia, secondo gli scienziati, per verificare questo scenario bisognerebbe effettivamente rilevare caratteristiche di compressione primordiale precedenti alle caratteristiche di estensione.

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