Concezione artistica di una tempesta di polvere su Titano. Credito:IPGP/Labex UnivEarthS/Università Paris Diderot - C. Epitalon &S. Rodriguez
I dati della sonda spaziale Cassini della NASA hanno rivelato quelle che sembrano essere gigantesche tempeste di polvere nelle regioni equatoriali della luna di Saturno, Titano. La scoperta, descritto in un articolo pubblicato il 24 settembre in Geoscienze naturali , rende Titano il terzo corpo del Sistema Solare, oltre a Terra e Marte, dove sono state osservate tempeste di polvere.
L'osservazione sta aiutando gli scienziati a comprendere meglio l'ambiente affascinante e dinamico della più grande luna di Saturno.
"Titan è una luna molto attiva, " ha detto Sebastien Rodriguez, un astronomo all'Université Paris Diderot, Francia, e l'autore principale del documento. "Lo sappiamo già della sua geologia e del ciclo degli idrocarburi esotici. Ora possiamo aggiungere un'altra analogia con la Terra e Marte:il ciclo della polvere attiva, in cui la polvere organica può essere sollevata da grandi campi di dune intorno all'equatore di Titano".
Titano è un mondo intrigante, in modi molto simili alla Terra. Infatti, è l'unica luna nel Sistema Solare con un'atmosfera sostanziale e l'unico corpo celeste diverso dal nostro pianeta in cui si sa che esistono ancora corpi stabili di liquido superficiale.
C'è una grande differenza, però:sulla Terra tali fiumi, laghi e mari sono pieni d'acqua, mentre su Titano è principalmente metano ed etano che scorre attraverso questi serbatoi liquidi. In questo ciclo unico, le molecole di idrocarburi evaporano, condensarsi in nuvole e piovere di nuovo sul terreno.
Questa animazione, basato sulle immagini catturate dal Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) sulla missione Cassini della NASA durante diversi sorvoli di Titano nel 2009 e nel 2010 mostra chiari punti luminosi che sono stati interpretati come prove di tempeste di polvere. Credito:NASA/JPL-Caltech/Università dell'Arizona/Università Paris Diderot/IPGP/S. Rodriguez et al. 2018
Anche il tempo su Titano varia da stagione a stagione, proprio come avviene sulla Terra. In particolare, intorno all'equinozio, il momento in cui il Sole attraversa l'equatore di Titano, si possono formare enormi nubi nelle regioni tropicali e causare potenti tempeste di metano. Cassini ha osservato tali tempeste durante molti dei suoi sorvoli di Titano.
Quando Rodriguez e il suo team hanno individuato per la prima volta tre insoliti schiarimenti equatoriali nelle immagini a infrarossi scattate da Cassini intorno all'equinozio settentrionale della luna del 2009, pensavano che potessero essere lo stesso tipo di nuvole di metano; però, un'indagine ha rivelato che erano qualcosa di completamente diverso.
"Da quello che sappiamo sulla formazione delle nuvole su Titano, possiamo dire che tali nubi di metano in questa zona e in questo periodo dell'anno non sono fisicamente possibili, " ha detto Rodriguez. "Le nubi convettive di metano che possono svilupparsi in quest'area e durante questo periodo di tempo conterrebbero enormi goccioline e devono trovarsi a un'altitudine molto elevata, molto più alta delle 6 miglia (10 chilometri) che la modellazione ci dice il nuovo le caratteristiche si trovano."
I ricercatori sono stati anche in grado di escludere che le caratteristiche fossero effettivamente sulla superficie di Titano sotto forma di pioggia di metano ghiacciata o lave ghiacciate. Tali macchie superficiali avrebbero una firma chimica diversa e rimarrebbero visibili molto più a lungo delle caratteristiche luminose in questo studio, che erano visibili solo da 11 ore a cinque settimane.
Inoltre, la modellazione ha mostrato che le caratteristiche devono essere atmosferiche ma ancora vicine alla superficie, molto probabilmente formando uno strato molto sottile di minuscole particelle organiche solide. Poiché si trovavano proprio sopra i campi di dune intorno all'equatore di Titano, l'unica spiegazione rimasta era che le macchie erano in realtà nuvole di polvere sollevate dalle dune.
Questa raccolta di immagini di nove sorvoli di Titano di Cassini nel 2009 e nel 2010 cattura tre casi in cui sono comparsi improvvisamente punti luminosi chiari nelle immagini scattate dallo spettrometro di mappatura visiva e a infrarossi della navicella. Credito:NASA/JPL-Caltech/Università dell'Arizona/Università Paris Diderot/IPGP/S. Rodriguez et al. 2018
La polvere organica si forma quando le molecole organiche, formato dall'interazione della luce solare con il metano, crescere abbastanza da cadere in superficie. Rodriguez ha detto che mentre questa è la prima osservazione in assoluto di una tempesta di polvere su Titano, la scoperta non è sorprendente.
"Crediamo che la sonda Huygens, che è atterrato sulla superficie di Titano nel gennaio 2005, ha sollevato una piccola quantità di polvere organica all'arrivo grazie alla sua potente scia aerodinamica, " ha detto Rodriguez. "Ma quello che abbiamo notato qui con Cassini è su una scala molto più ampia. Le velocità del vento vicino alla superficie necessarie per sollevare una tale quantità di polvere come vediamo in queste tempeste di sabbia dovrebbero essere molto forti, circa cinque volte più forti delle velocità medie del vento stimate dalle misurazioni di Huygens vicino alla superficie e con i modelli climatici ."
L'esistenza di venti così forti che generano massicce tempeste di polvere implica che la sabbia sottostante possa essere messa in movimento, pure, e che le dune giganti che ricoprono le regioni equatoriali di Titano sono ancora attive e in continuo cambiamento.
I venti potrebbero trasportare la polvere sollevata dalle dune su grandi distanze, contribuendo al ciclo globale della polvere organica su Titano e provocando effetti simili a quelli che si possono osservare sulla Terra e su Marte.
