Titano: cicloni estivi potrebbero imperversare sulla grande luna di Saturno

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Credit: NASA/JPL

Durante la stagione estiva, la superficie di Titano, la grande luna di Saturno, che ospita idrocarburi liquidi, potrebbe scaldarsi sufficientemente, tanto da favorire la formazione di veri e propri cicloni: l'evaporazione dei mari potrebbe creare energia sufficiente per produrre venti fino a 70 km/h.

Questo è quanto suggerisce lo studio di Tetsuya Tokano, ricercatore presso l'Istituto di Geofisica e Meteorologia dell'Università di Colonia.

Tale ipotesi, tuttavia, è strettamente legata al mix di idrocarburi presenti.
Ad oggi, le osservazioni della sonda della NASA Cassini hanno dimostrato la presenza di liquidi sulla superficie di Titano in particolare nelle regioni polari e lasciano supporre che altri bacini si estendano fino alle zone equatoriali. Ma la loro composizione non è ancora esattamente nota.

In base alla nuova ricerca, se i mari fossero composti prevalentemente da metano, allora la chimica offrirebbe un'ottima ricetta per una tempesta.

"Nei prossimi anni, ci si avvicinerà l'estate nella regione settentrionale polare e si potrà avere la possibilità di assistere ad un ciclone, se le condizioni saranno favorevoli", ha dichiarato Tokano.

I cicloni sulla Terra si verificano principalmente in due modi.
Il primo, quando due fronti, uno freddo ed uno caldo, si scontrano: aria fredda ed aria calda, in questo caso, possono dar luogo a venti ad alta velocità. Questo non potrà mai accadere sulla superficie di Titano perché il range di temperature è troppo piccolo.
Il secondo, si verifica quando il calore dall'acqua terrestre riscalda l'aria e fa aumentare la temperatura, creando un ciclo energetico che produce venti ad alta velocità. Quando l'evento si verifica, continua ad accumulare energia alimentando la tempesta. Ed è proprio questa circostanza che potrebbe accadere su Titano.

I venti potrebbero verificarsi sopra le medie latitudini dei mari della luna di Saturno, dove si trova la giusta combinazione di umidità e temperatura per creare aria calda in ascesa. Tokano spiega che in effetti il problema principale è che ancora non conosciamo l'esatta composizione chimica dei mari di Titano.

"C'è grande incertezza, e molti possibili tipi di idrocarburi", ha detto.
Tuttavia, se i mari fossero principalmente di metano, allora potrebbe essere trasferita energia sufficiente dalla superficie del mare in atmosfera per creare dei cicloni. Il metano è l'unico liquido su Titano in grado di condensare come il vapore acqueo sulla Terra.

Cassini non ha individuato ancora alcuna tempesta su Titano perché finora il clima è stato troppo freddo al nord.
(La temperatura media della superficie di Titano è meno di 178 gradi Celsius).

L'estate non arriverà sulla luna fino al 2015 e quindi per la sonda Cassini ci sarà l'occasione di effettuare osservazioni prima del termine della missione: le operazioni cesseranno il 15 settembre 2017, quando la sonda entrerà nell'atmosfera di Saturno e verrà schiacciata e vaporizzata.

Un anno su Titano dura 29,5 anni terrestri, per cui le stagioni sono decisamente lunghe ed altrettanto lo è il loro periodo di transizione.

Credit: ESA/AOES

La sonda della NASA Cassini ha già ripreso i segni dei cambiamenti stagionali su Titano.
Variazioni significative sono state rilevate tra luglio 2004 ed aprile 2010, periodo che coincideva con l'inizio dell'estate nell'emisfero sud e della primavera nell'emisfero nord.

Nelle foto inviate dalla sonda, il passaggio tra una stagione e l'altra è abbastanza evidente anche con scatti lontani: i due emisferi appaiono distinti e separati da una linea quasi equatoriale.
L'effetto si nota nei diversi filtri, dal visibile, all'infrarosso al metano.

Titan - natural, infrared, methane
"Courtesy NASA/JPL-California Institute of Tecnology." processing 2di7 & titanio44

Inoltre, a maggio dello scorso anno, abbiamo assistito alla formazione di un vistoso vortice ad alta quota, sul polo sud della luna.

SATURN & TITAN N00192089 - 91
"Courtesy NASA/JPL-California Institute of Tecnology." processing 2di7 & titanio44

Quando Cassini arrivò nel sistema di Saturno nel 2004, Titano sfoggiava una sorta di "cappuccio" di gas e densa foschia al polo nord, dove era inverno. Dopo equinozio nel mese di agosto 2009, è arrivata la primavera nell'emisfero nord, mentre l'emisfero sud si è avviato verso l'autunno.

Il vortice completa la sua rotazione in circa 9 ore ma ancora non si conosce esattamente quali meccanismi entrano in gioco durante questi eventi: si suppone che sia la conseguenza di un raffreddamento stratosferico dovuto ai cambiamenti stagionali sul satellite di Saturno.

TITAN N00191622 to N00191685 gif movie
"Courtesy NASA/JPL-California Institute of Tecnology." processing 2di7 & titanio44

Secondo Tokano, la firma dei cicloni sarebbe rilevabile ed evidente.
Con la risoluzione delle immagini scattate dalla sonda Cassini, non ci sarebbe nessuna necessità di essere particolarmente vicini. Diversi sono passaggi ravvicinati su Titano in programma tra il 2015 e il 2017.

Nel frattempo una ricerca presentata 44° Lunar and Planetary Science Conference (2013), cerca di studiare la composizione ed il comportamento dei liquidi presenti sulla superficie della luna.

Alla temperatura e pressione presente su Titano (90-95 K; 1,5 bar), sia il metano che l'etano sono vicino al loro punto triplo e si suppone che la composizione chimiche sia un cocktail dei due, con un minore contributo di altri idrocarburi più pesanti. Per capire esattamente cosa potrebbe accadere su Titano, etano e metano sono stati condensati ed è stata misurata la loro velocità di evaporazione in una camera, simulando temperatura e pressione presenti sulla luna di Saturno: uno dei punti chiave per comprendere il ciclo di idrocarburi su Titano. Un lavoro che, tuttavia, è solo all'inizio.