Cosa c’è sotto le dense nubi di metano di Titano

Una nuova analisi dei dati della sonda Cassini supportata dalla Nasa e dall’Agenzia Spaziale Italiana fornisce informazioni sui mari della luna di Saturno.

 

 

Un nuovo studio sui dati degli esperimenti radar della missione Cassini-Huygens su Saturno ha prodotto nuove informazioni relative alla composizione e all’attività dei mari di idrocarburi liquidi vicino al polo nord di Titano, la più grande delle 146 lune conosciute di Saturno.

Utilizzando i dati di diversi esperimenti radar bistatici, un team di ricerca guidato dalla Cornell University è stato in grado di analizzare e stimare separatamente la composizione e la rugosità delle superfici marine di Titano, cosa che le precedenti analisi dei dati radar monostatici non erano state in grado di ottenere.

Questo aiuterà a spianare la strada a futuri esami combinati della natura dei mari di Titano utilizzando i dati di Cassini.

Valerio Poggiali, ricercatore associato presso la Cornell University, è l’autore principale di “Surface Properties of the Seas of Titan as Revealed by Cassini Mission Bistatic Radar Experiments”, pubblicato su Nature Communications.

Un esperimento radar bistatico prevede di puntare un raggio radio dal veicolo spaziale verso il bersaglio – in questo caso Titano – dove viene riflesso verso l’antenna ricevente sulla Terra.

Questa riflessione superficiale è polarizzata, il che significa che fornisce informazioni raccolte da due prospettive indipendenti, al contrario di quella fornita dai dati radar monostatici, in cui il segnale riflesso ritorna al veicolo spaziale.

“La differenza principale”, ha detto Poggiali, “è che l’informazione bistatica è un set di dati più completo ed è sensibile sia alla composizione della superficie riflettente che alla sua rugosità”.

L’attuale lavoro ha utilizzato quattro osservazioni radar bistatiche, raccolte da Cassini durante quattro sorvoli ravvicinati nel 2014 – il 17 maggio, il 18 giugno, il 24 ottobre e nel 2016 – il 14 novembre.

Per ciascuno di essi, sono stati osservati riflessi superficiali mentre la sonda si avvicinava al suo massimo avvicinamento a Titano (ingresso), e di nuovo mentre si allontanava (uscita).

Il team ha analizzato i dati delle osservazioni in uscita dei tre grandi mari polari di Titano: Kraken Mare, Ligeia Mare e Punga Mare.

La loro analisi ha trovato differenze nella composizione degli strati superficiali dei mari di idrocarburi, a seconda della latitudine e della posizione (vicino a fiumi ed estuari, per esempio).

In particolare, la porzione più meridionale di Kraken Mare mostra la costante dielettrica più alta, una misura della capacità di un materiale di riflettere un segnale radio.

Ad esempio, l’acqua sulla Terra è molto riflettente, con una costante dielettrica di circa 80; i mari di etano e metano di Titano misurano circa 1,7.

I ricercatori hanno anche determinato che tutti e tre i mari erano per lo più calmi al momento dei sorvoli, con onde superficiali non più grandi di 3,3 millimetri.

Un livello di rugosità leggermente più elevato – fino a 5,2 mm – è stato rilevato in prossimità di aree costiere, estuari e stretti interbacino, possibili indicazioni di correnti di marea.

“Abbiamo anche indicazioni che i fiumi che alimentano i mari sono metano puro”, ha detto Poggiali, “fino a quando non sfociano nei mari liquidi aperti, che sono più ricchi di etano. È come sulla Terra, quando i fiumi d’acqua dolce sfociano e si mescolano con l’acqua salata degli oceani”.

“Questo si adatta bene ai modelli meteorologici per Titano”, ha detto il co-autore e professore di astronomia Philip Nicholson, “che prevedono che la ‘pioggia’ che cade dai suoi cieli è probabilmente metano quasi puro, ma con tracce di etano e altri idrocarburi”.

Poggiali ha detto che sono già in corso ulteriori lavori sui dati che Cassini ha generato durante il suo esame di 13 anni di Titano.

“C’è una miniera di dati che aspetta ancora di essere analizzata completamente in modi che dovrebbero produrre più scoperte”, ha detto. “Questo è solo il primo passo”.

Hanno collaborato anche l’Università di Bologna; l’Observatoire de Paris; il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA; il California Institute of Technology; e il Massachusetts Institute of Technology.

Il supporto a questa ricerca è arrivato dalla NASA e dall’Agenzia Spaziale Italiana.