La NASA mappa la luna di Saturno, Titano, che può supportare la vita

La NASA ha recentemente elaborato una nuova missione per volare sulla luna di Saturno, Titano. Ma prima che arrivi lì, l’agenzia spaziale ha mappato per la prima volta il satellite celeste, mostrandone ulteriormente le somiglianze con la Terra. La mappa, pubblicata sulla rivista Nature Astronomy , evidenzia sei caratteristiche geologiche su Titano, tra cui pianure, dune, crateri, laghi, “terreni umidi o montuosi” e altri tipi di terreni. A differenza della Terra, i laghi sono fatti di metano congelato anziché di acqua.

“Titano ha un ciclo idrologico attivo a base di metano che ha modellato un complesso paesaggio geologico, rendendo la sua superficie una delle più variegate del sistema solare”, ha affermato Rosaly Lopes, geologa planetaria del Jet Propulsion Laboratory della NASA.

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La prima mappa geologica globale di Titano si basa su immagini radar e di luce visibile della missione Cassini della NASA, che orbitò intorno a Saturno dal 2004 al 2017. Le etichette indicano molte delle caratteristiche di superficie nominate. (NASA / JPL-Caltech / ASU)

La NASA annunciato la nuova missione di volare verso la luna di Saturno, Titano, che potrebbe essere la dimora della vita degli alieni

“Nonostante i diversi materiali, temperature e campi di gravità tra Terra e Titano, molte caratteristiche della superficie sono simili tra i due mondi e possono essere interpretate come prodotti degli stessi processi geologici”, ha aggiunto Lopes. “La mappa mostra che i diversi terreni geologici hanno una chiara distribuzione in latitudine a livello globale e che alcuni terreni coprono molta più area di altri.”I ricercatori hanno usato i dati della sonda Cassini della NASA, che ha orbitato intorno a Saturno per 13 anni, passando vicino a Titano per più di 120 volte. Cassini ha scoperto che circa il 65 percento della superficie di Titano è coperta da pianure e che i misteriosi laghi si trovano vicino al polo nord della luna.

“La missione Cassini ha rivelato che Titano è un mondo geologicamente attivo, in cui idrocarburi come metano ed etano assumono il ruolo che l’acqua ha sulla Terra”, ha aggiunto il geologo planetario David Williams. “Questi idrocarburi piovono sulla superficie, scorrono in corsi d’acqua e fiumi, si accumulano in laghi e mari ed evaporano nell’atmosfera. È un mondo abbastanza sorprendente!” Nel settembre 2017, Cassini ha fatto il suo “tuffo mortale” nell’atmosfera di Saturno, terminando il suo lungo viaggio di 20 anni.

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Il colorato globo di Titano passa davanti a Saturno e ai suoi anelli in questa istantanea a colori reali della navicella spaziale Cassini della NASA nel 2011. (NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

La luna di Saturno Titano ha un lago con caratteristiche simili alla Terra, potrebbe sostenere la vita

Titano continua a essere una fonte di fascino per i ricercatori, alcuni scienziati suggeriscono addirittura che potrebbe sostenere la vita. All’inizio di quest’anno, la NASA ha annunciato  l’ultima missione del suo programma New Frontiers per esplorare la luna. Conosciuta come Dragonfly, la missione fornirà un velivolo per volare sulla superficie di Titano dopo il suo arrivo nel 2034, e il lancio previsto per il 2026. L’atmosfera di Titano è quattro volte più densa di quella terrestre, la NASA che la paragona a quella della Terra primitiva.

Ad aprile, i ricercatori hanno  scoperto che i laghi di  Titano sono pieni di metano liquido, utilizzando i dati di Cassini. Le tempeste di polvere sono state avvistate a settembre 2018, il che ha aumentato la prospettiva che le tempeste potrebbero essere un precursore della vita aliena sul corpo celeste. Nel gennaio 2019, i  ricercatori hanno sostenuto che nel 2016 sono state rilevate piogge fredde che hanno causato una riflessione caratteristica vicino al polo nord della luna. Titano non è l’unico satellite celeste di Saturno a incuriosire gli scienziati. Nel giugno 2018, i ricercatori hanno trovato i “mattoni” per la vita su  Encelado , scoprendo molecole organiche complesse.

Completata la prima mappa geologica globale di Titano

La prima mappa che mostra la geologia globale della più grande luna di Saturno, Titano, è stata completata e rivela pienamente un mondo dinamico di dune, laghi, pianure, crateri e altri terreni. Titano è l’unico corpo planetario nel nostro sistema solare diverso dalla Terra noto per avere liquido stabile sulla sua superficie. Ma invece dell’acqua che piove dalle nuvole e riempie laghi e mari come sulla Terra, su Titano ciò che piove è metano ed etano – idrocarburi che pensiamo siano gas ma che si comportano come liquidi nel clima gelido di Titano.

“Titano ha un ciclo idrologico attivo a base di metano che ha modellato un complesso paesaggio geologico, rendendo la sua superficie una delle più geologicamente diverse nel sistema solare”, ha affermato Rosaly Lopes, geologa planetaria del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, e autore principale di nuove ricerche utilizzate per sviluppare la mappa.

“Nonostante i diversi materiali, temperature e campi di gravità tra Terra e Titano, molte caratteristiche superficiali sono simili tra i due mondi e possono essere interpretate come prodotti degli stessi processi geologici. La mappa mostra che i diversi terreni geologici hanno una chiara distribuzione con latitudine, a livello globale, e che alcuni terreni coprono un’area molto più ampia di altri. ”

Lopes e il suo team, incluso Michael Malaska di JPL, hanno lavorato con il collega geologo planetario David Williams della School of Earth and Space Exploration presso la Arizona State University di Tempe. Le loro scoperte , che includono l’età relativa dei terreni geologici di Titano, sono state recentemente pubblicate sulla rivista Nature Astronomy.

Il team di Lopes ha utilizzato i dati della missione Cassini della NASA , che ha funzionato tra il 2004 e il 2017 e ha effettuato oltre 120 sorvoli della luna di dimensioni di mercurio. In particolare, hanno usato i dati del radar imager di Cassini per penetrare nell’atmosfera opaca di Titano di azoto e metano. Inoltre, il team ha utilizzato i dati degli strumenti a infrarossi e visibili di Cassini, che sono stati in grado di catturare alcune delle più grandi caratteristiche geologiche di Titano attraverso la foschia del metano.

“Questo studio è un esempio dell’utilizzo di set di dati e strumenti combinati”, ha detto Lopes. “Sebbene non avessimo una copertura globale con il radar ad apertura sintetica [SAR], abbiamo usato i dati di altri strumenti e altre modalità dal radar per correlare le caratteristiche delle diverse unità del terreno in modo da poter dedurre quali sono i terreni anche nelle aree in cui non hanno copertura SAR. ”

Williams ha lavorato con il team JPL per identificare quali unità geologiche su Titano potevano essere determinate usando prima le immagini radar e poi estrapolando tali unità nelle regioni non coperte dal radar. Per fare ciò, ha sviluppato la sua esperienza lavorando con le immagini radar sull’orbita della NASA Magellan Venus e da una precedente mappa geologica regionale di Titano che ha sviluppato.

“La missione Cassini ha rivelato che Titano è un mondo geologicamente attivo, in cui idrocarburi come metano ed etano assumono il ruolo che l’acqua ha sulla Terra”, ha detto Williams. “Questi idrocarburi piovono sulla superficie, scorrono in corsi d’acqua e fiumi, si accumulano in laghi e mari ed evaporano nell’atmosfera. È un mondo abbastanza sorprendente!”

La missione Cassini-Huygens è un progetto cooperativo della NASA, dell’Agenzia spaziale europea (ESA) e dell’Agenzia spaziale italiana. La JPL della NASA, una divisione della Caltech a Pasadena, gestisce la missione della direzione della missione scientifica della NASA a Washington. JPL ha progettato, sviluppato e assemblato l’orbiter Cassini. Lo strumento radar è stato costruito da JPL e dall’Agenzia Spaziale Italiana, lavorando con membri del team degli Stati Uniti e di diversi paesi europei.

Il colorato globo della più grande luna di Saturno, Titano, passa davanti al pianeta e ai suoi anelli in questa vera istantanea a colori del veicolo spaziale Cassini della NASA.

Fino alla missione Cassini, poco si sapeva della più grande luna di Saturno, Titano, tranne che era un mondo delle dimensioni di Mercurio la cui superficie era velata da un’atmosfera densa e ricca di azoto. Ma Cassini ha mappato la superficie di Titano, ha studiato le sue reazioni atmosferiche, ha scoperto lì mari liquidi e ha persino inviato una sonda sulla superficie della luna, riscrivendo completamente la nostra comprensione di questo mondo straordinariamente simile alla Terra.

Punti chiave

Prima che Cassini-Huygens iniziasse il suo studio mirato sulla più grande luna di Saturno, conoscevamo Titano come una palla arancione sfumata delle dimensioni di Mercurio. Gli scienziati avevano stabilito che aveva un’atmosfera di azoto – l’unico mondo conosciuto con una densa atmosfera di azoto oltre alla Terra. Ma ciò che potrebbe nascondersi sotto le nuvole di fumo era ancora in gran parte un mistero.

L’arrivo del duo dinamico

L’astronave Cassini della NASA alla fine avrebbe completato più di 100 sorvoli mirati di Titano, inviando la sonda Huygens dell’Agenzia spaziale europea per atterrare sul misterioso mondo alieno, il primo atterraggio su una superficie del sistema solare esterno. Mentre scendeva per due ore e mezza, Huygens misurò la composizione atmosferica di Titano e le immagini della sua superficie. La resistente sonda non solo sopravvisse alla discesa e all’atterraggio, ma continuò a trasmettere dati per più di un’ora sulla superficie gelida di Titano, fino a quando le batterie non si esaurirono.

Da quel momento storico del 2005, gli scienziati di tutto il mondo hanno esaminato a fondo volumi di dati su Titano, inviati sulla Terra da Huygens e Cassini. Le informazioni raccolte dalla dinamica coppia di veicoli spaziali hanno rivelato molti dettagli di un mondo sorprendentemente simile alla Terra e hanno sollevato nuove interessanti domande per futuri studi.

Ora sappiamo che Titano è un mondo con laghi e mari composti da metano liquido ed etano vicino ai suoi poli, con vaste e aride regioni di dune ricche di idrocarburi che cingono il suo equatore. E in profondità sotto la superficie, Titano ospita un grande oceano interno.

Stagioni su Titano

Titano è l’unico altro posto nel sistema solare noto per avere un ciclo di liquidi simile alla Terra che scorre attraverso la sua superficie mentre il pianeta scorre attraverso le sue stagioni. Ogni stagione di Titano dura circa 7,5 anni terrestri. Dal 2011, Cassini ha intravisto la transizione dall’autunno all’inverno al polo sud di Titano – la prima volta che qualcuno ha visto l’inizio di un inverno di Titano – e ha visto l’estate arrivare a nord. “Stiamo monitorando il tempo su Titano, osservando i previsti temporali di metano sul polo nord”, ha dichiarato Linda Spilker, scienziata del progetto Cassini presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA.

Deserti e mari

Dune di sabbia increspata, come quelle nel deserto arabo della Terra, possono essere viste nelle oscure regioni equatoriali di Titano. Gli scienziati pensano che la sabbia non sia fatta di silicati come sulla Terra, ma di ghiaccio solido ricoperto di idrocarburi che cadono dall’atmosfera. Le immagini mostrano che le dune ghiacciate di Titano sono gigantesche, raggiungendo, in media, larghe 0,6-2,2 miglia (da 1 a 2 chilometri), lunghe centinaia di miglia (chilometri) e alte circa 300 piedi (100 metri).

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Fino a quando Cassini arrivò a Saturno con una potente suite di strumenti scientifici, la superficie di Titano era nascosta sotto una fitta atmosfera. La varietà di funzioni sulla superficie di Titano ha sorpreso e deliziato sia gli scienziati che il pubblico. “Sono incuriosito da quante caratteristiche sulla superficie di Titano sono notevolmente simili alla Terra”, ha detto Spilker, “tra cui fiumi di idrocarburi, laghi e mari e dune equatoriali, con il metano liquido che svolge il ruolo su Titano che l’acqua svolge sulla Terra.”

Un’atmosfera insolita

La sonda Huygens ha effettuato le prime misurazioni dirette dell’atmosfera inferiore di Titano. I dati restituiti dalla sonda includevano i profili di altitudine dei componenti gassosi, i rapporti isotopici e i gas in traccia (compresi i composti organici). Huygens ha anche campionato direttamente gli aerosol nell’atmosfera e ha confermato che il carbonio e l’azoto sono i loro principali componenti. Cassini ha seguito le misurazioni di Huygens dallo spazio, rilevando altre sostanze chimiche che includevano propilene (una sostanza chimica usata per produrre plastica per uso domestico) e acido cianidrico velenoso, nell’atmosfera di Titano.

La varietà di sostanze chimiche osservate indica una chimica ricca e complessa proveniente da metano e azoto e che si evolve in molecole complesse, formando infine lo smog che circonda la luna ghiacciata. Si ritiene che la pioggia di metano ed etano cada dalle nuvole nell’atmosfera di Titano, ma la fonte finale del metano non è ancora chiara. “La domanda più interessante è perché c’è ancora molto metano nell’atmosfera di Titano? Da dove viene? ”Ha dichiarato Jonathan Lunine, scienziato interdisciplinare Cassini della Cornell University.

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I ricercatori hanno scoperto che il guscio di ghiaccio di Titano, che sovrasta un oceano molto salato, varia di spessore attorno alla luna, suggerendo che la crosta sta diventando rigida.

Oceano sotterraneo

Le numerose misurazioni di gravità di Cassini su Titano hanno rivelato che questa luna nasconde un oceano interno di acqua liquida e ammoniaca sotto la sua superficie. Huygens ha anche misurato i segnali radio durante la sua discesa che ha suggerito fortemente la presenza di un oceano da 35 a 50 miglia (da 55 a 80 chilometri) sotto la superficie della luna. La scoperta di un oceano globale di acqua liquida aggiunge Titano alla manciata di mondi nel nostro sistema solare che potrebbero potenzialmente contenere ambienti abitabili.

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