C’è vita su Europa?

Sotto uno spesso strato di ghiaccio, che avvolge un mondo lontano 786 milioni di chilometri da noi, c’è un oceano di acqua salata che potrebbe aiutarci a rispondere a uno dei più grandi misteri dell’Universo: c’è vita oltre la Terra? L’oceano si trova su Europa, una delle lune del pianeta Giove, considerata tra i migliori candidati per provare a dare una risposta che cambierebbe radicalmente il nostro modo di pensare alla vita e probabilmente a noi stessi.

Raccogliere indizi su un corpo celeste così lontano non è però semplice e per questo la NASA ha costruito Europa Clipper, una sonda che ha iniziato oggi alle 18:06 (ora italiana) il proprio viaggio dalla base di lancio di Cape Canaveral, in Florida, a bordo di un razzo Falcon Heavy di SpaceX. Sfruttando la gravità della Terra e di Marte come “fionda gravitazionale”, la sonda viaggerà per quasi 3 miliardi di chilometri e raggiungerà Giove tra cinque anni e mezzo. Effettuerà poi decine di passaggi ravvicinati a Europa per raccogliere dati sulle caratteristiche della sua superficie gelata e dell’oceano che si nasconde al di sotto, utili per capire se effettivamente Europa possa ospitare la vita, almeno per come la conosciamo.

È improbabile che gli strumenti di Clipper trovino prove dirette, la missione non ha del resto questo scopo e la sonda effettuerà solamente dei sorvoli, ma secondo i gruppi di ricerca Europa è la candidata ideale per cercare la vita nel nostro vicinato cosmico. I pianeti che abbiamo scoperto in orbita intorno a stelle diverse dal Sole sono troppo distanti per essere raggiunti con le attuali tecnologie, di conseguenza i corpi celesti nel nostro Sistema solare sono al momento la principale risorsa che abbiamo. L’astrobiologia si occupa di questo, perché studiandoli possiamo capire quali condizioni sono compatibili con la vita, applicando poi queste conoscenze per lo studio di pianeti molto più lontani e inaccessibili.

Europa fu osservata e scoperta per la prima volta dall’astronomo italiano Galileo Galilei all’inizio del 1610, quando con il suo telescopio notò alcune lune in orbita intorno a Giove, il pianeta più grande del Sistema solare. Le osservazioni lo avevano portato a scoprire altre tre lune – poi chiamate Io, Ganimede e Callisto – che insieme a Europa sono note come “satelliti galileiani” o “medicei”. Europa non è molto grande, ha dimensioni comparabili con la nostra Luna, ma Galileo era riuscito a osservarla soprattutto grazie alla sua luminosità apparente, dovuta all’alta riflessività della sua superficie ghiacciata.

In seguito le osservazioni dalla Terra di Europa affascinarono diversi astronomi, ma dai tempi di Galileo sarebbero stati necessari quasi 400 anni prima di poter vedere quella lontanissima luna da vicino. Nei primi anni Settanta le sonde Pioneer 10 e 11 si avventurarono nello Spazio profondo raggiungendo Giove, ma le prime immagini definite a sufficienza di Europa furono scattate nel 1979 da altre due sonde dell’agenzia statunitense: le Voyager 1 e 2. Grazie ai loro passaggi ravvicinati per la prima volta fu possibile osservare la superficie di Europa, che si presentava come una gigantesca palla di neve con un diametro di 3.122 chilometri circa.

Per quanto non molto definite, le immagini delle Voyager avevano permesso di osservare un’intricata serie di linee scure che attraversavano la superficie di Europa, tali da far pensare che fossero enormi crepe nella superficie ghiacciata dovute a un’attività di qualche tipo. Le loro caratteristiche suggerivano che la superficie fosse libera di muoversi in maniera indipendente dagli strati più profondi di Europa, come se si trattasse di un enorme involucro ghiacciato che racchiudeva qualcosa di diverso al suo interno.

Molte delle ipotesi formulate all’epoca furono confermate nel 1995, quando la sonda Galileo della NASA entrò in orbita intorno a Giove. Parte della sua missione comprendeva l’osservazione e la raccolta di dati dei satelliti galileiani nel corso di più passaggi ravvicinati. E proprio grazie a queste attività fu possibile notare una particolare interazione del forte campo magnetico generato da Giove con Europa, compatibile con la presenza di un’enorme quantità di acqua salata al di sotto dell’involucro di ghiaccio, spesso tra i 10 e i 30 chilometri.

L’ipotesi è che l’oceano contenga circa il doppio dell’acqua di tutti gli oceani terrestri, che sia salato e che costituisca uno strato intermedio tra l’involucro ghiacciato e un interno roccioso. Ancora più in profondità ci sarebbe un nucleo ferroso, con una temperatura maggiore rispetto alla parte più esterna della luna. Dai dati raccolti finora sembra che il calore proveniente dal nucleo passi lentamente attraverso lo strato roccioso in contatto con l’oceano, contribuendo a mantenerne una buona parte allo stato liquido. Ed è proprio grazie a questi fenomeni che potrebbero esserci opportunità di vita, per quanto lontano dalla primaria fonte di energia nel Sistema solare: il Sole, la nostra unica stella.

Almeno qui sulla Terra la vita ha bisogno di alcuni elementi chimici come il carbonio, l’ossigeno, l’azoto, il fosforo, l’idrogeno e lo zolfo. A seconda del modo in cui si combinano formano molecole e sostanze che costituiscono la quasi totalità della materia organica sul nostro pianeta, ma singolarmente o in combinazioni più semplici possono essere trovati praticamente ovunque nell’Universo. Le ricerche suggeriscono che questi elementi fossero tra gli ingredienti nei processi di formazione dei pianeti e che probabilmente siano presenti anche su Europa.

Trovare molecole legate a quegli elementi fuori dalla Terra non implica comunque che siano il frutto di qualche forma di vita, anche perché in alcune circostanze si possono formare anche in assenza di esseri viventi. Al tempo stesso, trovarli può essere il punto di partenza per ipotizzare la presenza di fenomeni più complessi e che potrebbero essere legati alla presenza di qualche organismo elementare.

Questi indizi potrebbero essere presenti non solo all’interno, ma anche negli strati più esterni di Europa, dove sembrano esserci scambi tra ghiaccio superficiale e materiale relativamente più caldo proveniente dalle profondità. È comunque improbabile che possano esserci organismi sulla superficie della luna, a causa delle radiazioni molto intense provenienti da Giove. Questo flusso altamente energetico potrebbe però giocare a favore di chi cerca la vita da quelle parti. Le radiazioni scompongono le molecole d’acqua nei loro due costituenti, l’idrogeno e l’ossigeno. Il primo si disperde molto velocemente nell’ambiente spaziale, mentre il secondo è molto reattivo e nel caso in cui raggiungesse l’oceano potrebbe reagire con altri elementi, diventando fonte di energia per alcuni microrganismi.

È difficile immaginare che a grande profondità dove non arriva mai la luce del Sole possa sopravvivere qualcosa. Eppure, ormai da tempo sappiamo che anche qui sulla Terra batteri e alcuni microrganismi non solo riescono a sopravvivere, ma a proliferare in condizioni estreme. Vivono per esempio a grandissima profondità negli oceani nelle vicinanze dei camini idrotermali, dai quali escono gas ad alta temperatura dovuti all’attività interna del nostro pianeta. Questi microrganismi “estremofili” si sono adattati per vivere in condizioni di alta pressione e temperatura, oppure ancora in condizioni di acidità estrema o con sostanze nutrienti pressoché assenti.

Esseri viventi di questo tipo potrebbero vivere indisturbati da tempo su Europa, ma trovarne le tracce non è semplice, proprio per la scarsa accessibilità di un oceano protetto da un guscio di ghiaccio spesso chilometri. Clipper non si poserà sul ghiaccio nè proverà a perforarlo, ma utilizzerà i suoi strumenti per analizzare eventuali gas che fuoriescono dalle crepe del guscio. In passato sono stati osservati sbuffi di vapore acqueo con alcuni telescopi, un altro indizio dell’eventuale attività geologica della luna, ma anche un’occasione per provare ad analizzare i gas e le altre sostanze che accompagnano quelle emissioni nello Spazio circostante. La sonda esaminerà l’atmosfera estremamente rarefatta di Europa, mentre non è scontato che riesca a intercettare un getto vero e proprio.

Clipper utilizzerà inoltre i propri strumenti per effettuare rilevazioni che confermino la presenza del grande oceano, ma anche le caratteristiche della gravità di Europa in modo da confermare o meno la presenza di un nucleo ferroso e dello strato roccioso che lo racchiude. Le rilevazioni saranno inoltre importanti per calcolare con maggiore accuratezza lo spessore dell’involucro di ghiaccio e per capire se sia effettivamente la forte influenza gravitazionale di Giove a far comparire le numerose crepe sulla sua superficie.

La sonda ha una massa di 3,2 tonnellate, cui se ne aggiungono circa altrettante di propellente che sarà impiegato per effettuare 49 passaggi ravvicinati di Europa, raggiungendo una distanza minima dalla superficie di circa 25 chilometri. La sonda si avvicinerà e allontanerà di continuo da Europa e da Giove per ridurre l’esposizione delle proprie strumentazioni alle radiazioni prodotte dal pianeta e rendere possibile la trasmissione dei dati verso la Terra. Il corpo centrale di Clipper è alto quasi cinque metri per quattro metri di larghezza, ma la sonda raggiunge una larghezza massima di 30 metri per via dei suoi grandi pannelli solari, che saranno utilizzati per alimentare le strumentazioni di bordo.

La missione è estremamente ambiziosa e ha richiesto anni di progettazione, con qualche rischio di essere cancellata in varie fasi di rivalutazione da parte della NASA. È la sonda più grande per lo Spazio profondo mai realizzata, diretta verso un mondo lontano, che potrebbe insegnarci qualcosa sul nostro.