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17 aprile 2019

Titano e i suoi profondi laghi di metano

 (Credit: NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS)

Nell'emisfero nord del più grande satellite

di Saturno ci sono numerosi laghi di metano.

L'analisi dei dati raccolti dagli strumenti dalla

sonda Cassini durante i 13 anni della sua

missione mostra che alcuni sono profondi

fino a 100 metri, mentre altri sono superficiali

e si prosciugano con il cambio di stagione

planetologiaastronomia

Ghiaccio e roccia.

Così veniva descritta sommariamente la

superficie di Titano, il più grande dei 62 satelliti

naturali di Saturno, fino a pochi anni fa.

Poi lo strumento RADAR montato sulla sonda

Cassini, frutto della collaborazione tra la NASA,

l'Agenzia spaziale europea (ESA) e l'Agenzia

spaziale italiana, nel suo viaggio durato 13

anni attorno al pianeta degli anelli, ha documentato

la presenza di centinaia di laghi e tre grandi mari

di idrocarburi, distribuiti su una superficie di

700.000 chilometri quadrati nell'emisfero nord

di Titano.

Immagine ripresa dalla sonda Cassini dei laghi

dell'emisfero nord di Titano.

(Credit: NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS)Questi depositi

superficiali di idrocarburi - essenzialmente metano,

ma anche etano in piccole quantità - non evaporano

perché la temperatura media di Titano è di -180 °C,

il che fa del satellite l'unico corpo del sistema solare

oltre alla Terra in cui può esistere stabilmente

materia allo stato liquido sulla superficie.

Il modello delineato dai planetologi è che esista un

vero e proprio ciclo del metano che connette atmosfera,

superficie e strati sotto la superficie.

Due articoli pubblicati sulla rivista "Nature Astronomy"

forniscono ora una completa caratterizzazione dei 

laghi di Titano, delineando anche un plausibile modello

della loro storia geologica.

Il primo articolo, firmato da Marco Mastrogiuseppe,

del California Institute fo Technology, e colleghi di

un'ampia collaborazione internazionale di cui fanno

parte anche ricercatori della "Sapienza" Università

di Roma e dell'Università "Gabriele D'Annunzio" di

Pescara, si basa sulle misurazioni effettuate da

Cassini durante l'ultimo sorvolo di Titano, il 22

aprile 2017. In particolare, la sonda è passata

sopra a diversi laghi dell'emisfero nord con un

diametro variabile tra 10 e 50 chilometri, a una

quota di poco superiore ai 1000 chilometri.

Le rilevazioni altimetriche mostrano che questi

laghi possono superare i 100 metri di profondità.

La trasparenza al segnale radar, inoltre, è di

soli 2,17 centimetri, e quindi dimostra che sono

costituiti principalmente da metano.

Si tratta quindi di una composizione decisamente

diversa da quella del lago Ontario, situato

nell'emisfero sud di Titano, già caratterizzato in

precedenti studi come costituito da etano.

Due immagini di Titano riprese dalla sonda Cassini.

(NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

 Questi laghi  dell'emisfero nord si sono formati

migliaia di anni fa per effetto di piogge di metano

che hanno disciolto le rocce della superficie.

I dati registrati da Cassini indicano che probabilmente

c'è un processo di drenaggio del metano nel suolo,

che però procede con un tasso più lento del

riempimento dovuto alle piogge, impedendo

il prosciugamento dei laghi.

Nel secondo articolo Shannon MacKenzie della John

Hopkins University e colleghi di altri istituti di ricerca

statunitensi e francesi hanno focalizzato l'attenzione

su formazioni idrogeologiche nella zona dei laghi

dell'emisfero nord di Titano che durante l'inverno del

satellite appaiono come  masse liquide, ma si

asciugano in primavera (la transizione tra queste

due stagioni dura circa sette anni terrestri).

Le analisi combinate dei dati di RADAR e di altri

strumenti montati su Cassini come il Visual and

Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) e l'Imaging

Science Subystem (ISS), indicano che questi tre

"laghi fantasma" sono in realtà stagni poco profondi,

e sono composti quasi totalmente da metano, oppure,

in alternativa, poggiano su uno strato di terreno

poroso, che rimuove in modo relativamente rapido

l'etano, idrocarburo meno volatile del metano.

Posizione, dimensioni e stagionalità di questi laghi

forniscono indicazioni importanti sui processi chimico

-fisici che coinvolgono i sedimenti superficiali di Titano,

nonché sui suoi fenomeni meteorologici, sull'evoluzione

del clima e non ultimo sulla sua "abitabilità":

MacKenzie e colleghi lasciano poche speranze all'ipotesi

della presenza di forme di vita, considerata la

trascurabile concentrazione di nutrienti sul suolo del

satellite. (red)