Le dune battute dal vento di Titano possono estendersi per milioni di chilometri in più di quanto si pensasse in precedenza e probabilmente sono state formate da processi geologici simili a quelli sulla Terra, secondo un nuovo studio. Le nuove scoperte potrebbero aiutare gli scienziati a cercare la vita o i suoi precursori molecolari sulla luna più grande di Saturno.

Lo studio, pubblicato in Giornale di ricerca geofisica —Pianeti, una pubblicazione dell'American Geophysical Union, utilizza nuove mappe di Titano per esplorare due domande sulla luna più grande di Saturno:come si formano le dune di Titano, e di cosa sono fatti?

L'atmosfera di Titano è incredibilmente densa, con spessi strati di composti organici che galleggiano su di esso. Scruta attraverso quell'atmosfera, però, e vedrai un paesaggio gelido non dissimile dagli aridi deserti della Terra.

La superficie di Titano contiene valli, canyon, laghi, montagne e dune. Molte di queste caratteristiche superficiali simili alla Terra esistono in parte a causa del sistema meteorologico di Titano, dove gli idrocarburi liquidi, come il metano, pioggia dal cielo.

Il processo geologico dietro queste dune potrebbe essere simile a quello che incide i canyon e i canali fluviali della Terra, secondo la nuova ricerca. Proprio come le piogge tagliano lentamente canyon e canali sulla Terra, Le piogge di idrocarburi di Titano danno il via a un processo che inizia nella parte superiore delle catene montuose equatoriali della luna e termina nelle sue vaste pianure di dune e tempeste di polvere.

Nell'analizzare le immagini più dettagliate dell'equatore di Titano fino ad oggi, gli autori dello studio suggeriscono anche che le dune ricoprono un'area molto più ampia di quanto si pensasse in precedenza. Le dune si estendono per tre milioni di chilometri quadrati (più di un milione di miglia quadrate) oltre le stime precedenti, l'equivalente di dieci deserti del Namib, secondo la nuova ricerca.

Poiché Titano ha un'atmosfera ricca di azoto, sistema meteorologico attivo e composti organici sulla sua faccia, la sua superficie potrebbe essere ospitale alla vita o ai suoi costituenti prebiotici. Comprendere i processi geologici che accadono lì potrebbe aiutare gli scienziati a scoprire dove potrebbe essere la vita, ha affermato Jeremy Brossier dell'Istituto di ricerca planetaria di Berlino, Germania, e autore principale del nuovo studio.

Brossier ha affermato che il nuovo studio rafforza alcune prime ipotesi sulla superficie di Titano e fornisce "prove molto forti" che il ghiaccio d'acqua è sia esposto sulla faccia di Titano che presente durante il processo di formazione delle dune.

Primi scorci

Gli scienziati hanno scrutato per la prima volta da vicino la superficie di Titano utilizzando il telescopio spaziale Hubble nel 1994. I ricercatori hanno quindi creduto che il grande, le regioni scure intorno all'equatore di Titano erano laghi di idrocarburi liquidi.

Anni dopo, gli scienziati ora sanno che quelle grandi regioni oscure spiate per la prima volta da Hubble non erano laghi, ma in realtà vaste pianure striate da dune. Quell'osservazione è arrivata per gentile concessione della navicella spaziale Cassini, lanciato nel 1997, bruciato nell'atmosfera superiore di Saturno nel 2017, e trasportava strumenti usati per scrutare da vicino la superficie ghiacciata della luna.

Uno di questi dispositivi era lo strumento radar di Cassini, SAR, che ha mostrato ai ricercatori la forma della superficie di Titano facendo rimbalzare le onde radio sulla faccia della luna. Attiva SAR, e montagne, valli, e anche i canyon vengono in vista.

La mappatura della forma della superficie di Titano è un primo passo cruciale nella comprensione dei processi geologici che si svolgono sul suo paesaggio gelido. Ma capire di cosa sono effettivamente fatte queste caratteristiche superficiali, che siano ghiaccio, rocce, sabbia o altro materiale, è completamente diverso.

Fare quello, gli scienziati hanno dovuto utilizzare uno strumento diverso:VIMS. VIMS è come una macchina fotografica. Ma a differenza della maggior parte delle fotocamere, VIMS registra immagini in 352 colori diversi e registra lunghezze d'onda della luce comprese tra 300 e 5100 nanometri. L'occhio umano, a confronto, registra solo tra 380 e 620 nanometri.

L'analisi di queste lunghezze d'onda consente ai ricercatori di dedurre di cosa è probabilmente composta la superficie di Titano. Ogni composto riflette la luce in modo diverso, creando una firma leggera. Scienziati come Brossier usano queste firme luminose per restringere il campo di cui è fatto lo strato più in alto di una caratteristica della superficie, l'unico strato che VIMS può vedere.

Nel laboratorio, Brossier e i suoi colleghi hanno modellato diverse miscele di sostanze che potrebbero trovarsi sulla superficie di Titano, e valutato le loro proprietà spettrali, o firme leggere. Hanno usato queste informazioni per costruire un modello che li avrebbe guidati in seguito attraverso le diverse firme luminose emerse quando VIMS ha scattato foto dell'equatore di Titano.

Come si sono formate le dune di Titano?

Utilizzando le nuove immagini di VIMS, gli autori dello studio hanno proposto un processo geologico di formazione di dune a partire dalla sommità delle catene montuose equatoriali di Titano. Là, La densa atmosfera di Titano deposita continuamente strato dopo strato di materiale organico, come uno strato polveroso di neve appena caduta.

Quel sottile rivestimento è ricco di piccoli, molecole organiche note come toline, che ha registrato come altamente riflessivo negli strumenti di Cassini. Brossier e i suoi colleghi hanno usato le firme leggere di quei tholin, insieme al ghiaccio d'acqua, per scoprire il processo geologico che produce le dune di Titano.

Il nuovo studio suggerisce che le piogge di metano erodono le cime delle montagne di Titano, scavare canali nel terreno. Quell'erosione lava tholin e pezzi di ghiaccio dalle cime delle montagne nei bacini di pianura dove si accumulano.

I venti di Titano quindi soffiano i grani più piccoli delle miscele lontano dai bacini e verso le sue pianure dunali equatoriali. Questi piccoli granelli si accumulano per formare le dune di Titano.

Questo processo è simile a come si formano le dune sulla Terra, Brossier ha detto, tranne i materiali che alla fine compongono le dune di Titano provengono dalla sua atmosfera. Quella spessa, dense nubi di aerosol organici alimentano strato dopo strato di materiale organico sulle cime delle montagne di Titano, che le piogge di metano lavano via e verso le pianure dunali.

Lo studio fornisce una forte evidenza di ghiaccio d'acqua esposto in alcune piccole aree e il suo ruolo geologico nella formazione delle dune di Titano, secondo Brossier.

"Uno degli argomenti più dibattuti è stata la disposizione del ghiaccio d'acqua sull'equatore di Titano, " disse Brossier, che ha aggiunto che alcuni ricercatori credevano che non ci fosse affatto ghiaccio d'acqua esposto sulla superficie di Titano. "Non solo abbiamo trovato firme compatibili con il ghiaccio d'acqua in alcune aree in questo studio, abbiamo anche dimostrato che ora abbiamo le tecniche necessarie per comprendere la superficie di Titano".

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.