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    Cassini esplora le formazioni ad anello intorno ai laghi di Titani

    Caratteristiche del bastione e del bordo intorno a un lago su Titano. Credito:NASA/JPL-Caltech/ASI; ESA/A. Solomonidou et al. (2019)

    Utilizzando le osservazioni della sonda spaziale internazionale Cassini, gli scienziati hanno esplorato i cumuli ad anello che avvolgono alcune delle pozze trovate ai poli della luna più grande di Saturno, Titano. Lo studio rivela di più su come si sono formate queste caratteristiche.

    La missione NASA/ESA/ASI Cassini-Huygens ha trascorso 13 anni nel sistema di Saturno, con la sonda Cassini che trasporta la sonda Huygens dell'ESA, che è atterrato sulla luna ghiacciata nel 2005. Durante il tour di Cassini su Saturno e le sue lune, ha effettuato più di 100 sorvoli di Titano, rivelando circa 650 laghi e mari nelle regioni polari di Titano, 300 dei quali sono almeno parzialmente riempiti con una miscela liquida di metano ed etano.

    La maggior parte dei laghi più piccoli di Titano sono caratterizzati da depressioni a spigoli vivi, o vuoto o pieno, con pavimenti relativamente piatti, profondità fino a 600 m, e ripida, bordi esterni stretti di circa 1 km di larghezza.

    alcuni laghi, però, sono circondati da bastioni:tumuli a forma di anello che si estendono per decine di km dalla riva di un lago. A differenza dei cerchi, questi bastioni racchiudono totalmente il loro lago ospite.

    "La formazione dei laghi di Titano, e le loro caratteristiche circostanti, rimane una questione aperta, "dice Anezina Solomonidou, un ricercatore dell'ESA presso il Centro europeo di astronomia spaziale (ESAC) vicino a Madrid, Spagna, e autore principale di un nuovo studio sui bastioni di Titano.

    "I bastioni possono contenere importanti indizi su come le regioni polari piene di laghi di Titano sono diventate ciò che vediamo oggi. Ricerche precedenti hanno rivelato la loro esistenza, ma come si sono formati?"

    Solomonidou e i suoi collaboratori hanno combinato per la prima volta i dati spettrali e radar di Cassini per esplorare cinque regioni vicino al polo nord di Titano con laghi pieni e bastioni rialzati, e tre laghi vuoti da una regione vicina. I laghi variavano da 30 a 670 km quadrati di dimensione, ed erano interamente circondate da bastioni alti da 200 a 300 m che si estendevano verso l'esterno dai perimetri del lago per un massimo di 30 km.

    Le osservazioni sono state raccolte da Cassini nel corso degli anni durante i sorvoli di Titano con il Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), che sonda lo strato superiore della superficie (decine di μm), e con lo strumento RADAR, che può penetrare ulteriormente, fino a decine di cm, a seconda delle proprietà del materiale di superficie. Quest'ultimo è stato utilizzato sia nella sua modalità radiometrica che utilizzando il suo Synthetic Aperture Radar (SAR) Imager.

    "I dati spettrali hanno mostrato che i bastioni hanno una composizione diversa rispetto all'ambiente circostante, " aggiunge Solomonidou.

    Laghi pieni e vuoti su Titano. Credito:NASA/JPL-Caltech/ASI; ESA/A. Solomonidou et al. (2019)

    "Anche i fondali dei laghi vuoti che abbiamo studiato sembrano essere spettralmente simili ai bastioni, suggerendo che sia i bacini vuoti che i bastioni possono essere fatti da, o rivestito con, materiale simile, e potrebbe quindi essersi formato in modo simile."

    L'emissività dei bastioni, come esaminato dalla coautrice Alice Le Gall del laboratorio LATMOS di UVSQ a Parigi, Francia, era anche simile a quello di un'altra importante e diffusa caratteristica vista su Titano, che gli scienziati chiamano terreno labirintico. Un paesaggio labirintico segnato da diversi canali formati dall'erosione fluviale nel tempo, si sospetta che il terreno labirintico sia ricco di sostanze organiche, piuttosto che fatto di ghiaccio d'acqua. La somiglianza osservata suggerisce che i bastioni possono essere ricchi di sostanze organiche, pure.

    "Anche i bastioni sono costantemente completi:mentre i cerchi e altre caratteristiche sono stati consumati e rotti nel tempo, bastioni circondano sempre completamente il loro lago, " ha aggiunto Le Gall. "Questo ci aiuta a limitare gli scenari di come potrebbero essersi formati".

    Il nuovo studio suggerisce due possibili meccanismi in cui possono essere creati tali bastioni:o un processo che coinvolge un sottosuolo saturo di acque sotterranee, date le differenze di elevazione tra i fondali vuoti e i laghi pieni, o uno in cui il bacino e la crosta che circondano un lago prima si induriscono e poi si sgonfiano, portando il lago a colare nel sottosuolo, e lasciando una regione del bacino lacustre sporgente sopra il terreno circostante a formare un baluardo.

    La completezza osservata dei bastioni porta ulteriori informazioni rispetto ai bordi del bacino più scomposti. Se i cerchi sono fatti di materiale più debole dei bastioni, allora i bastioni devono essere relativamente vecchi per apparire come sono. In questo scenario, si formerebbe un lago, seguito da un baluardo, e poi un cerchio, che non è in grado di resistere all'erosione a causa della sua composizione più debole.

    Però, se cerchi e bastioni sono fatti dello stesso materiale, allora i bastioni possono essere relativamente giovani:si formerebbe un bacino, con materiale residuo trafilato in orli e poi successivamente in bastioni più grandi. Quest'ultimo scenario implicherebbe che i laghi delimitati da bastioni sono tra i più giovani su Titano, poiché non hanno ancora visto il loro bastione eroso e rimosso.

    "È difficile restringere il meccanismo esatto di come si formano questi bastioni, ma con più ricerche arriva una crescente comprensione di corpi intriganti come Titano, " ha aggiunto Solomonidou.

    "L'analisi dei dati Cassini delle lune ghiacciate di Saturno, in particolare quando si combinano dati provenienti da più strumenti, è molto importante per preparare la missione JUICE che esplorerà le lune ghiacciate di Giove, " ha detto il co-autore Olivier Witasse, che è anche scienziato di progetto per la missione JUICE dell'ESA.

    "Anche se Titano è eccezionale, con laghi e piogge che non si trovano nelle lune di Giove, sapere di più su Titano aggiunge molto alla nostra comprensione delle lune ghiacciate del Sistema Solare collettivamente".

    Le future missioni indagheranno ulteriormente sul sistema solare esterno:JUICE, Per esempio, lancerà nel 2022 e partirà per esplorare il sistema di Giove, mentre la NASA sta pianificando di inviare un'altra missione, Libellula, in particolare a Titano tra la metà e la fine degli anni '20. Con i veicoli spaziali di nuova generazione pronti a rivelare di più sulle lune ghiacciate intorno ai pianeti giganti del nostro Sistema Solare, gli scienziati non vedono l'ora di svelare i segreti di come si sono formati e si sono evoluti questi affascinanti oggetti.

    "Analisi spettrale ed emissività dei bastioni sopraelevati intorno ai laghi settentrionali di Titano, " di A. Solomonidou et al. è pubblicato in Icaro .


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