Titano? E' più vecchio di Saturno

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Titan April 07, 2014 W00088198-200 (red grn bl1)
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute - Processing: 2di7 & titanio44

Grazie agli sforzi congiunti delle agenzie spaziali NASA ed ESA, gli scienziati hanno trovato la prova che l'azoto presente nell'atmosfera di Titano, la grande luna di Saturno, si è formato in condizioni simili a quello della fredda culla delle antiche comete, la Nube di Oort, l'ipotetica bolla sferica che avvolge il Sistema Solare fino a 100.000 unità Astronomiche.

La scoperta esclude, così, la possibilità che gli elementi base dai cui è nata la luna si siano aggregati all'interno del disco caldo di materiale che circondava Saturno nel momento della sua formazione.

Di norma si ritiene che le lune, seppur molto antiche, si siano formate dopo i pianeti e, in effetti, solo pochi mesi fa gli astronomi hanno individuato un nuovo satellite al bordo dell'anello A di Saturno, di recente formazione.
Ma la nuova ricerca suggerisce che Titano è un mondo molto antico che potrebbe essersi formato addirittura prima di Saturno, nello stesso disco freddo di gas e polveri in cui è nato il Sole.

Lo studio, guidato da Kathleen Mandt del Southwest Research Institute di San Antonio, è stato pubblicato questa settimana sulla rivista Astrophysical Journal Letters.

PROTOSOLAR AMMONIA AS THE UNIQUE SOURCE OF TITAN's NITROGEN [abstract]

The origin of Titan's nitrogen-rich atmosphere is thought to be ammonia ice, but this has not yet been confirmed. Furthermore, it is uncertain whether the building blocks of Titan formed within the Saturnian subnebula or in the colder protosolar nebula (PSN). Recent measurements of the nitrogen isotope ratio in cometary ammonia, combined with evolutionary constraints on the nitrogen isotopes in Titan's atmosphere provide firm evidence that the nitrogen in Titan's atmosphere must have originated as ammonia ice formed in the PSN under conditions similar to that of cometary formation. This result has important implications for the projected D/H ratio in cometary methane, nitrogen isotopic fractionation in the PSN and the source of nitrogen for Earth's atmosphere.

L'azoto è l'ingrediente principale nell'atmosfera della Terra, nonché di Titano, che, non per niente, è spesso paragonata alla Terra primordiale congelata.

Mandt e colleghi ritengono che parte della chimica originale da cui è nata la luna sia presente ancora oggi nella sua atmosfera.
Il suggerimento arriva dal rapporto isotopico dell'azoto (gli isotopi sono varianti dello stesso elemento, con uguale numero di protoni, che differiscono per il numero di neutroni), azoto-14 (sette protoni e sette neutroni) e azoto-15 (sette protoni e otto neutroni).
Questo è uno degli strumenti diagnostici fondamentali: tale rapporto è strettamente legato alle condizioni in cui gli elementi si sono formati e, un lieve cambiamento su lunghi periodi, rende possibile un confronto tra i mattoni primitivi di un oggetto rispetto a quelli di un altro, permettendo ai ricercatori di collegarne o meno le origini.

"Quando abbiamo guardato da vicino come si sarebbe potuto evolvere questo rapporto nel tempo, abbiamo scoperto che un cambiamento significativo sarebbe stato impossibile", ha detto Mandt.

In sostanza, il team ritiene che il nostro Sistema Solare non è abbastanza vecchio per esser riuscito a modificare questo rapporto isotopico. Piuttosto, le lievi variazioni riscontrate sono più simili alla Nube di Oort che ai corpi del Sistema Solare, tra cui i pianeti e le comete nate nella fascia di Kuiper.

Per questo motivo, gli scienziati sono ansiosi di scoprire se i loro risultati saranno supportati o meno dai dati che rileverà la sonda dell'ESA Rosetta, quando inizierà a studiare la cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko, che appunto appartiene alla famiglia cometaria di Giove (fascia di Kuiper).
Se la loro analisi è corretta il rapporto isotopico azoto-14 e azoto-15 della cometa dovrebbe essere inferiore, rispetto a quello presente su Titano (cioè la cometa sarebbe più giovane di Titano).

Questo studio ha implicazioni anche sulla storia della Terra perché dimostrerebbe che l'ammoniaca ghiacciata delle comete non sarebbe stata la fonte primaria di azoto per il nostro pianeta.

In passato, i ricercatori avevano ipotizzato una connessione tra comete, Terra e Titano, che pressupponeva stessi rapporti isotopici. Ma i dati rilevati dalla missione Cassini-Huygens hanno evidentemente dimostrato tutt'altro.
Così, mentre le comete possono essere riconducibili a Titano, Terra e Titano non possono essere collegati.
Questo significa che l'azoto terrestre deve aver avuto un'origine diversa.

La Terra potrebbe aver ricevuto l'azoto dai primi meteoriti o potrebbe averlo catturato direttamente dal disco di gas che ha formato il Sistema Solare.

"Questo emozionante risultato è un esempio chiave di come i dati rilevati dalla Cassini ci comunicano la storia del Sistema Solare e quella della Terra", ha detto Scott Edgington, del Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California.