martedì 9 ottobre 2018

Cosa c'è su Titano?


Titano è la più grande luna di Saturno. È l'unico satellite naturale con una atmosfera e dei bacini liquidi in superficie. Questo fa di Titano un luogo incredibile, simile alla Terra e ricco di materiali organici di base.

Tutto ciò che sappiamo su Titano è grazie alla leggendaria sonda Cassini, che all'inizio della sua missione ha sganciato sulla superficie di Titano la sonda Huygens.
La Huygens è miracolosamente atterrata sulla superficie di Titano riuscendo ad inviarci immagini uniche di questo ambiente alieno e dati meteorologici preziosissimi.

Inoltre la Cassini ha studiato, fotografato ed "ascoltato" Titano in diverse occasione durante i suoi 20 anni di sorvoli di Saturno prima che la Nasa la distruggesse.
In questo approfondimento abbiamo parlato del motivo per la quale la Nasa ha distrutto la sonda Cassini nonostante funzionasse ancora molto bene: Perché Cassini è dovuta morire
Titano è un satellite unico nel sistema solare perché ha un'atmosfera densa quasi come quella della Terra: circa 1,5 bar in confronto a quella terrestre che è di 1 bar.
Questa atmosfera dota Titano di molti processi e fenomeni a noi familiari sulla Terra.
L'atmosfera di Titano è in gran parte composta di Azoto, e anche questa è una similitudine molto forte se pensiamo che anche l'80% dell'atmosfera terrestre è composta di Azoto.
Nel cielo ci sono nuvole dall'aspetto simile a quelle terrestri ma sono composte da metano ed etano, e questo le rende davvero diverse dalle nostre che sono invece composte da vapore acqueo.
Nel complesso il clima di Titano è dominato da modelli meteorologici stagionali come sulla Terra. Anche li le giornate possono serene, nuvolose, molto ventose oppure molto piovose.
Tutto ciò crea sulla sua superficie caratteristiche simili a quelle della Terra. Sono presenti dune, fiumi, foci a delta e a estuario, laghi e mari.

Ovviamente, la pioggia su Titano è molto diversa dalla nostra, sia per composizione che per temperatura.
A formare le piogge di Titano è la bassa temperatura.
Alla temperatura di -180°C il metano che è presente nell'atmosfera condensa e diventa liquido. Sulla Terra possiamo ricreare questo fenomeno solamente in laboratorio.

C'è anche da dire che su Titano le piogge non sono così frequenti come sulla Terra, ma quando si verificano possono essere davvero abbondanti.
Su Titano infatti, la luce solare è molto debole, diciamo che è come essere al crepuscolo sulla terra. Ne consegue che anche il ciclo idrologico che genera le piogge è molto allungato generando normalmente rovesci di pochi centimetro all'anno.
Ma allora come fanno ad essersi formati interi laghi di Metano?
Beh, anche se normalmente le piogge sono di bassa portata, tuttavia con cadenze decennali su Titano hanno luogo rovesci decisamente abbondanti in grado di depositano al suolo decine di centimetri di Metano liquido in poche ore! E' probabile che nella storia ci siano state anche vere e proprie alluvioni con innalzamento del livello dei mari di qualche metro.
Quindi stiamo parlando di brevi e molto sporadici periodi alluvionali alternati da lunghissimi periodi di siccità.

Questa alternanza è dovuta all'inclinazione di Titano e alla sua distanza dal sole.
Titano infatti è inclinato di 26° sul suo asse di rotazione, quindi il suo clima ha una forzatura stagionale significativa, ma poiché ci vogliono 29,5 anni terrestri per concludere un intero giro attorno al Sole (assieme a Saturno ovviamente), le sue stagioni sono molto, molto lunghe.
Oltre alle precipitazioni stagionali, il ciclo annuale di Titano si manifesta anche nella circolazione stratosferica, dove avvengono ampie oscillazioni nell'abbondanza di vari gas e sulla formazione delle nuvole

Come abbiamo detto, su Titano ci sono diversi bacini di gas liquido.
Sebbene l'esistenza di questi mari di idrocarburi fosse stata a lungo ipotizzati, la loro presenza fu confermata solamente dalle osservazioni radar di Cassini nel 2006, circa 2 anni dopo che la sonda arrivò nel sistema di Saturno.

I radar hanno individuato centinaia di piccoli laghi a circa 70° di latitudine.
Il primo mare invece ad essere scoperto fu il Mare Ligeia, un bacino largo dai 300 ai 400 km. Per fare un paragone, più della distanzia che separa la Sardegna dalla Sicilia.
Ma il Mare Ligeia non è l'unico mare di Titano. Vicino al polo nord troviamo il Mare Punga, anch'esso con un diametro di circa 350km.
Ma il primato di mare più grande di Titano va al Mare Kraken, che si estende per circa 1.000 km (più o meno la lunghezza dell'Italia) e si trova verso le medie latitudini dell'emisfero nord.

L'emisfero meridionale ha solo un modesto bacino: il Lago Ontario, che misura circa 70 km per 250. Modesto per modo di dire, è grande il doppio del lago di Garda!
Questo bacino è di fatto il più studiato perché nel periodo tra il 2004 e il 2010 l'emisfero sud è stato illuminato meglio dell'emisfero nord facilitando il rilevamento a distanza nella banda infrarossa usata da Cassini per rilevare l'etano.
Le osservazioni mettono in evidenza che il Lago Ontario negli ultimi anni si sta ritirando, probabilmente in concomitanza delle siccità stagionali.
Infatti sembra essere circondato da un anello di fango che, per la sua composizione, potrebbe essere cosparso di componenti organici base.
Ovviamente questo fango è molto diverso da quello che troviamo sula Terra, e ovviamente i composti organici che potrebbe contenere sarebbero anch'essi differenti da quelli a cui siamo abituati a pensare.

Ora la domanda potrebbe sorgere spontanea: Come mai nell'emisfero nord ci sono tanti bacini mentre al sud no?
Essendo Titano un corpo molto diverso dalla Terra è difficile dare una riposta ma è molto probabile che la presenza dei mari nell'emisfero settentrionale sia una conseguenza della configurazione astronomica delle stagioni di Titano.
L'estate nell'emisfero settentrionale è meno calda rispetto all'emisfero meridionale, ma di durata maggiore.
Questo fa si che la "stagione delle piogge" sia più lunga e permette al metano e all'etano liquidi di accumularsi.
Questa configurazione stagionale dura diverse decine di migliaia di anni, proprio come le ere glaciali della Terra.

Chiudiamo con una curiosità.
I mari e i laghi di Titano sembrerebbero essere pressoché privi di onde.
E questo è un vero enigma se pensiamo che su Titano la gravità e molto bassa, l'atmosfera è piuttosto densa, e i venti spirano abbastanza forti da aver generato sulla superficie delle dune simili quelle marziane.

Un motivo per l'assenza di onde potrebbe essere ricercato nella fase stagionale in cui Titano è stato osservato dalla sonda Cassini. La sonda infatti non ha rilevato venti abbastanza sostenuti da generare onde.
Un'altro motivo, legato comunque alla velocità del vento, potrebbe essere che i mari siano troppo poco viscosi. la presenza o meno di onde sulla superficie dei bacini di Titano è sotto i riflettori perché fa una grande differenza su come potrebbero essere i litorali e le coste di Titano, e su quali sedimenti potrebbero trovarsi sulle spiagge.

In teoria la velocità del vento necessaria per la generazione delle onde su mari di metano ed etano, è di circa 0,4 - 0,6 m/s .
Tali velocità non sono state rilevate durante la missione Cassini, ma nei prossimi anni, mentre Titano si sposta verso il solstizio estivo, i modelli atmosferici sulla circolazione globale prevedono un aumento significativo dei venti.
Questo porterà senz'altro allo sviluppo di onde che potrebbero raggiungere anche gli 80cm di altezza.

Insomma, il paesaggio, l'atmosfera e il sistema climatico di Titano hanno molte similitudini con la Terra e questo genera molto interesse per le implicazioni astrobiologiche che offre.
Titano potrebbe essere molto ricco di sostanze organiche e questo fa di lui un obiettivo importante per l'esplorazione futura.




Pianeta:Saturno
Distanza dal pianeta:1.200.000 km (3 volte la distanza Luna-Terra)
Diametro:5.150 km (1,5 volte la luna)