Che vento tira su Titano quando Saturno non c'è

Titano, la luna di Saturno, è un corpo abbastanza grande da poter essere considerato un pianeta se orbitasse intorno al Sole.

Durante l'ultimo flyby del 2013, la Cassini ha avuto l'opportunità di trovarsi in questo scenario dal suo punto di vista: dopo 10 anni di missione, è stata la prima volta in cui la sonda della NASA ha osservato Titano in uno stato "incontaminato", ossia al di fuori della regione dominata dal campo magnetico di Saturno.

"Abbiamo visto che Titano interagisce molto con il vento solare come Marte, se è abbastanza lontano da Saturno", ha detto Cesar Bertucci dell'Institute of Astronomy and Space Physics di Buenos Aires, che ha condotto la ricerca con i colleghi della missione Cassini. " Siamo certamente rimasti sorpresi", ha aggiunto.

Il vento solare è un flusso di particelle cariche che fluisce continuamente dall'alta atmosfera del Sole, scorrendo intorno ai pianeti come fossero isole in un fiume. Gli scienziati cercano di studiare come interagisce con le atmosfere di altri corpi per comprendere meglio l'influenza dell'attività solare nella storia planetaria: gli effetti possono includere cambiamenti chimici nell'atmosfera fino alla sua graduale perdita nello spazio.

Titano è particolarmente fortunato perché passa il 95% del suo tempo all'interno della magnetosfera di Saturno ma durante il flyby T-96 del 1 dicembre 2013, la luna si trovava dalla parte del lato di Saturno illuminato dal Sole, quando una potete esplosione di attività solare ha raggiunto il pianeta. L'aumento del vento solare ha compresso il bordo esterno della magnetosfera di Saturno portandolo all'interno dell'orbita di Titano, lasciando la luna esposta alla furia delle particelle energetiche.

Ovviamente, nel corso di tutti questi anni di missione, la Cassini ha osservato Titano già molte volte con il magnetometro di bordo ma qualsiasi effetto ci fosse, era sempre assopito all'interno della bolla magnetica che circonda Saturno. Questa volta, però, il campo era libero e il team ha potuto studiare l'onda d'urto che si è formata intorno a Titano quando il vento solare ha speronato la sua atmosfera.

Studi precedenti ritenevano che la risposta dell'atmosfera della luna fosse diversa, considerata la sua densità, chimica complessa e le differenze nelle proprietà del plasma solare nel Sistema Solare esterno, ma i nuovi dati mostrano che si è comportata come le atmosfere di Venere, Marte o le chiome delle comete, dove non è presente alcun campo magnetico.
In particolare, la Cassini ha rilevato un'onda d'urto ( bow shock) supercritica ed una magnetosfera indotta ben definita piena di linee del campo magnetico interplanetario drappeggianti intorno alla ionosfera della luna.

Anche se la distanza del flyby (1.400 km per il T-96) non permette la rilevazione di una ionopausa, ossia dello strato dell'atmosfera nella quale si passa dalla ionosfera alla magnetosfera, la Cassini ha segnalato miglioramenti della densità del plasma.

"Dopo quasi un decennio in orbita, la missione Cassini ha rivelato ancora una volta che il sistema di Saturno è pieno di sorprese", ha detto Michele Dougherty, ricercatore principale del magnetometro della sonda, presso l'Imperial College di Londra. "Dopo più di un centinaio di passaggi ravvicinati, abbiamo finalmente incontrato Titano immerso nel vento solare e questo ci permetterà di comprendere meglio come le lune mantengono o perdono le loro atmosfere".

La nuova ricerca è pubblicata ieri sulla rivista Geophysical Review Letters.

Titan's interaction with the supersonic solar wind [abstract]

After 9 years in the Saturn system, the Cassini spacecraft finally observed Titan in the supersonic and super-Alfvénic solar wind. These unique observations reveal that Titan's interaction with the solar wind is in many ways similar to unmagnetized planets Mars and Venus and active comets in spite of the differences in the properties of the solar plasma in the outer solar system. In particular, Cassini detected a collisionless, supercritical bow shock and a well-defined induced magnetosphere filled with mass-loaded interplanetary magnetic field lines, which drape around Titan's ionosphere. Although the flyby altitude may not allow the detection of an ionopause, Cassini reports enhancements of plasma density compatible with plasma clouds or streamers in the flanks of its induced magnetosphere or due to an expansion of the induced magnetosphere. Because of the upstream conditions, these observations may be also relevant to other bodies in the outer solar system such as Pluto, where kinetic processes are expected to dominate.

Durante il flyby T-96, lo spettrometro visibile ed infrarosso VIMS aveva acquisito un mosaico a media risoluzione delle alte latitudini settentrionali, cercando le nuvole sopra il Polo Nord per monitore l'evoluzione dei sistemi nuvolosi in prossimità del solstizio di estate e riflessioni speculari ad est di Ara Fluctus. Prima dell'avvicinamento aveva acquisito una mappa ad alta risoluzione dei mari e dei laghi del Nord, mentre al termine del flyby aveva osservato l'evoluzione del vortice al Polo Sud della luna.