L'atmosfera quasi terrestre di Titano

Un vento polare sta guidando i gas nell'atmosfera di Titano, la grande luna di Saturno, in un modo molto simile a quanto avviene sulla Terra.
La scoperta si basa sui dati raccolti dalla sonda della NASA Cassini in sette anni di missione.

Titano è un posto davvero notevole: più grande di Mercurio, insieme alla Terra e a Venere è circondato da una spessa atmosfera; ha una superficie rocciosa ed è l'unico altro corpo del nostro Sistema Solare oltre al nostro pianeta, ad ospitare liquido stabile in superficie che ricade sotto forma di precipitazioni atmosferiche e scorre in fiumi, laghi e mari.

Per queste caratteristiche, Titano è uno dei mondi più studiati, soprattutto grazie ai numerosi sorvoli della sonda Cassini e al lander Huygens, atterrato nel 2004.
Tra gli strumenti di bordo c'è il Cassini Plasma Spectrometer ( CAPS), che misura la carica elettrica delle particelle, ideato per studiare la composizione, la densità, il flusso, la velocità e la temperatura di ioni ed elettroni nella magnetosfera di Saturno.

"L'atmosfera di Titano è composta principalmente da azoto e metano, con il 50% della pressione terrestre in superficie", ha detto Andrew Coates, dell'University College London (UCL) Mullard Space Science Laboratory, che ha condotto la ricerca. "Qualche anno fa, i dati CAPS hanno dimostrato che l'atmosfera superiore di Titano sta perdendo circa sette tonnellate di idrocarburi e nitrili ogni giorno ma ancora non era chiaro perché questo stava accadendo. Il nuovo studio ha trovato le cause".

Secondo la ricerca pubblicata sulla rivista Geophysical Research Letters, la perdita atmosferica sarebbe guidata da un vento polare alimentato da una interazione tra la luce solare, il campo magnetico solare e le molecole presenti nell'atmosfera superiore.

"Anche se Titano è dieci volte più lontano dal Sole rispetto alla Terra, la sua atmosfera superiore è immersa nella luce", ha spiegato Coates. "Quando la luce colpisce le molecole nella ionosfera di Titano, vengono espulsi elettroni caricati negativamente dalle molecole di idrocarburi e nitrile, lasciando libera una particella con carica positiva. Questi elettroni, noti come fotoelettroni, hanno un'energia specifica di 24,1 elettronvolt e quindi possono essere tracciati da CAPS e facilmente distinti da altri elettroni".

A differenza della Terra, Titano non ha un campo magnetico proprio ma è circondato dal campo magnetico di Saturno in rapida rotazione, che tende a formare una coda tipo cometa attorno alla luna.
Quando la sonda della NASA Cassini ha volato per 23 volte all'interno della ionosfera di Titano e della sua coda magnetica, CAPS ha rilevato i fotoelettroni fino ad una distanza di 6,8 Titan radii (raggi di Titano), mentre si propagavano falcilmente viaggiando lungo le linee del campo magnetico.

Il team ha scoperto che questi fotoelettroni caricati negativamente, diffusi in tutta la ionosfera della luna e nella coda, creano un campo elettrico abbastanza forte da tirare le particelle positive di idrocarburi e nitrile attraverso tutta la porzione illuminata dell'atmosfera, formando un diffuso "vento polare".

Questo fenomeno era stato osservato fino ad ora solo sulla Terra, nelle regioni polari dove il campo magnetico terrestre è aperto. Su Titano, con il campo magnetico è assente, lo stesso processo può interessare regioni più ancora ampie.