AGU 2013 Cassini: su Titano, misurata per la prima volta la profondità di un mare extraterrestre

Titano mappa radar del polo nord

Credit: NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS

Grazie alla sonda della NASA Cassini, entrata nell'orbita di Saturno il 1 luglio 2004, abbiamo conosciuto un nuovo affascinante angolo del nostro Sistema Solare
La sonda ha effettuato sorvoli ravvicinati sul pianeta, sugli anelli e le sue eclettiche lune, rilevando un'incredibile mole di dati e regalando fantastiche immagini.

Titano è la più grande luna di Saturno, con un raggio di 2.574 chilometri (più grande di Mercurio) e la seconda più grande del nostro Sistema Solare dopo Ganimede.
E' uno dei corpi più interessanti perché è un mondo molto simile alla Terra, l'unico nel Sistema Solare, oltre al nostro pianeta, ad avere liquido stabile in superficie. La sua fredda e densa atmosfera è composta prevalentemente di azoto, con sistemi nuvolosi di metano che lì, si comporta come il vapore acqueo sulla Terra.

Una fitta foschia avvolge e disperde la luce, rendendo molto difficile l'osservazione della superficie.
Ma la sonda della NASA Cassini ha sorvolato Titano quasi 100 volte in quasi dieci anni di missione ed, utilizzando il suo radar è riuscita a rilevare le caratteristiche topografiche della luna.

In realtà, la Cassini non orbita intorno a Titano ma a Saturno, quindi i flyby sono solo dei passaggi con i quali è difficile ottenere mappe globali. Tuttavia, gli scienziati sono riusciti a completare il mosaico di una delle regioni più interessanti, l'emisfero nord, dove la superficie è caratterizzata da laghi e mari di metano ed etano. Questi elementi che sulla Terra si presentano come gas, su Titano, a -170° Celsius, sono in forma liquida.

“Imparare a conoscere le caratteristiche relative a superfici come laghi e mari ci aiuta a capire come liquidi, solidi e gas su Titano interagiscano tra loro rendendolo in qualche modo simile alla Terra", ha affermato Steve Wall, del team radar della Cassini al Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, in California. "Anche se questi due mondi non sono esattamente la stessa cosa, più lo osserviamo e più emergono processi simili a quelli terrestri”.

La mappa, redatta con i dati rilevati dal 2004 al 2013, è centrata sul polo nord della luna e si estende fino a 50 gradi di latitudine nord.
I bacini appaiono blu o neri a seconda di come il radar ha rimbalzato sulla superficie e, tra tutti, spiccano i più grandi, Kraken Mare e Ligeia Mare. Il terreno è di colore giallo - bianco e un effetto foschia è stato aggiunto artificialmente per simulare l'atmosfera di Titano.

L'immagine mostra come tutti i laghi e i mari siano concentrati in un'area di circa 900 chilometri per 1.800 chilometri: solo il tre per cento dei liquidi presenti su Titano non rientrano in questa zona.

"Gli scienziati si sono chiesti il motivo per cui i laghi di Titano sono dove sono. Queste immagini ci mostrano che il substrato roccioso e la geologia devono creare un ambiente particolarmente invitante per i laghi in questa regione", spiega Randolph Kirk, un membro del team radar di Cassini presso l'US Geological Survey di Flagstaff, Arizona. "Pensiamo che la loro formazione sia simile al lago preistorico Lahontan nei pressi del lago Tahoe in Nevada e California, dove la deformazione della crosta ha creato fessure adatte ad essere riempite con il liquido".

Una delle novità storiche è che, utilizzando tecniche finora applicate ai rilevamenti radar su Marte con i due strumenti a bordo delle sonde Mars Express e Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), rispettivamente MARSIS e SHARAD, è stato possibile, per la prima volta, determinare la profondità di un mare su un mondo diverso dalla Terra.

Lo studio, a cui hanno collaborato anche ricercatori americani e francesi, è guidato da un team italiano ed è stato presentato l'11 dicembre 2013 all’American Geophysical Union (AGU 2013) a San Francisco.

Il Ligeia Mare è composto prevalentemente da metano puro e questo ha permesso al segnale del radar della Cassini di arrivare sul fondo. Il team così è riuscito a determinare la profondità del bacino che arriva fino a circa 170 metri.

"Il Ligeia Mare si è rivelato proprio della giusta profondità per il radar per determinare il segnale di ritorno dal fondo del mare, è un segnale che non pensavamo di poter ottenere", ha dichiarato Marco Mastrogiuseppe, membro del team radar Cassini e associato presso l’Università La Sapienza di Roma, "La misurazione che abbiamo fatto mostra che Ligeia è più profondo in almeno un punto, rispetto alla profondità media del lago Michigan".

Grazie a questo dato, ora gli scienziati potranno stimare il volume totale dei liquidi su Titano.
Basandosi sul lavoro di Mastrogiuseppe, i calcoli di Alexander Hayes, della Cornell University di Ithaca, New York, dimostrano che ci sono circa 9.000 chilometri cubici di idrocarburi liquidi, 40 volte più che in tutte le riserve accertate di petrolio sulla Terra.

Adesso, si sta avvicinando l'estate nell'emisfero nord del sistema di Saturno e gli scienziati si aspettano di assistere ad importanti cambiamenti climatici in questa incredibile regione di Titano.