Investigando le colonne di Encelado

Encelado è una delle lune di Saturno, famosa per la sua superficie coperta di ghiaccio e i getti di vapore acqueo e particelle ghiacciate che escono dal suo polo sud. Questi getti si chiamano plume e si pensa provengano da un oceano sotterraneo. Capire come funzionano questi plume è importante per conoscere meglio la luna stessa e per avere spunti su processi simili su altri corpi celesti.

#Composizione del Plume

Il plume di Encelado contiene principalmente vapore acqueo e minuscole particelle di ghiaccio. Studiare queste particelle può aiutare gli scienziati a capire come funzionano i plume e quali processi li guidano. Le osservazioni della sonda Cassini, che ha studiato Saturno e le sue lune, forniscono dati preziosi sulle proprietà del plume, inclusi le dimensioni delle particelle e la Velocità con cui vengono lanciate nello spazio.

#Osservazioni di Cassini

Cassini ha usato uno strumento chiamato Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) per osservare il plume su una vasta gamma di lunghezze d'onda. I dati di VIMS presi in tre date diverse nell'estate del 2017 mostrano che la Luminosità del plume cambia con lunghezze d'onda diverse. Questo suggerisce che anche le dimensioni delle particelle del plume cambiano nel tempo.

Le osservazioni indicano che la velocità di lancio tipica delle particelle rimane costante, oscillando tra circa 140 e 148 metri al secondo a lunghezze d'onda tra 1.2 e 3.7 micrometri. Questi risultati mettono in discussione i modelli precedenti che suggerivano che le particelle erano influenzate solo dalle interazioni con le pareti delle aperture da cui emergono i plume.

#Variazioni nell'attività del Plume

L'attività del plume non è costante. I dati mostrano che l'emissione di particelle di ghiaccio varia a seconda della posizione di Encelado nella sua orbita attorno a Saturno. Quando Encelado è al punto più lontano da Saturno (apocentro orbitale), la luminosità del plume raggiunge il massimo, risultando circa quattro volte più brillante rispetto ad altri punti della sua orbita. Questa variazione di luminosità è pensata essere legata alle forze di marea che Encelado subisce mentre orbita attorno a Saturno.

Oltre a queste variazioni Orbitali, l'attività del plume può anche cambiare su periodi più lunghi, forse a causa di cambiamenti graduali nel funzionamento delle aperture o del rallentamento dell'orbita della luna. Ci possono anche essere variazioni casuali nell'attività del plume su scale temporali più brevi, come mesi o anni, forse per via di getti individuali che si accendono e si spengono.

#Analisi dei Dati Osservazionali

Lo strumento VIMS di Cassini ha fornito informazioni cruciali per studiare le caratteristiche del plume. Le tre date di osservazione scelte per l'analisi sono il 18 giugno, il 2 agosto e il 28 agosto 2017. Durante queste date, le osservazioni hanno mostrato un chiaro picco di luminosità quando Encelado era all'apocentro, costante su diverse lunghezze d'onda.

Anche se la luminosità del plume varia, le velocità di lancio delle particelle non cambiano significativamente con la lunghezza d'onda. Questa osservazione suggerisce che ci sia una relazione complessa tra la dimensione delle particelle e la velocità con cui vengono espulse dal plume.

#Metodologia per l'elaborazione dei dati

Per analizzare le proprietà del plume, i dati raw di VIMS devono essere elaborati. Questo implica convertire i dati in spettri di luminosità utilizzabili a diverse distanze dal polo sud di Encelado. I dati sulla luminosità forniscono spunti sull'intensità del plume e sulle velocità di lancio delle particelle, che si assume seguano percorsi prevedibili una volta espulse.

Il processo include il filtraggio dei dati con errori strumentali e la media dei dati rimanenti per migliorare la qualità del segnale. Questo prepara il terreno per un'analisi più dettagliata delle caratteristiche del plume.

#Luminosità e Velocità di Lancio

Per capire come si comporta il plume, i ricercatori guardano sia alla luminosità del plume che alle velocità con cui vengono lanciate le particelle. La luminosità viene misurata usando un parametro che considera l'altitudine del plume e assume che la gravità di Encelado domini la dinamica delle particelle.

La relazione tra luminosità e velocità è fondamentale per discernere l'attività generale del plume. Come mostra l'analisi, la variazione nella luminosità si allinea ai cambiamenti nella velocità, portando a una migliore comprensione di come funziona il plume.

#Tendenze nell'analisi dei dati

I risultati indicano che la velocità di lancio tende ad aumentare leggermente man mano che la fase orbitale aumenta, specificamente da fasi intorno a 160 a 230. Tuttavia, questa tendenza non è così evidente come le variazioni di luminosità. La velocità delle particelle del plume mostra solo un piccolo cambiamento con l'aumento della lunghezza d'onda, il che è inaspettato date le attuali ipotesi che prevedono variazioni maggiori basate sulla dimensione delle particelle.

Le osservazioni suggeriscono che il processo attraverso cui le particelle vengono espulse potrebbe essere diverso da quanto i modelli hanno precedentemente stabilito. In particolare, le interazioni tra particelle potrebbero giocare un ruolo più significativo di quanto si pensasse.

#Implicazioni per future ricerche

Questi risultati aprono a diverse nuove strade di studio. La relazione tra distribuzione delle dimensioni delle particelle e come cambia la velocità potrebbe contenere indizi essenziali per comprendere la meccanica in gioco nelle aperture di Encelado. I lavori futuri mirano a modellare queste relazioni in modo più preciso usando i dati raccolti.

In parole semplici, studiando come si comportano e variano le particelle nel tempo, i ricercatori sperano di avere un quadro più chiaro dei processi sottostanti che creano il plume e come questo si relaziona all'oceano nascosto della luna.

#Conclusione

Encelado rimane un soggetto affascinante di studio grazie ai suoi plume attivi e ai potenziali spunti che offrono sui processi planetari. I dati raccolti dalla sonda Cassini forniscono una ricca fonte di informazioni sulle particelle espulse, le loro dimensioni e le velocità con cui vengono lanciate.

Man mano che gli scienziati continuano ad analizzare questi dati, saranno in grado di mettere insieme di più non solo su Encelado stesso, ma anche sulle implicazioni più ampie per altri corpi celesti che sperimentano attività geologiche simili. Comprendere i plume di Encelado contribuisce infine alla conoscenza più ampia del nostro sistema solare e oltre.