Cassini svela la struttura interna di Titano

Un gruppo di ricercatori italiani e americani ha raggiunto un nuovo traguardo nello studio del sistema solare esterno, dimostrando come Titano si sia evoluto in maniera differente da pianeti rocciosi come la Terra. E molto diversamente anche da corpi ghiacciati come Ganimede, il satellite di Giove simile per dimensioni a Titano. Misurando le deboli spinte della gravità sulla sonda Cassini in 4 passaggi ravvicinati di Titano, si è rilevato che la temperatura all’interno del satellite era troppo bassa per rendere possibile la separazione di ghiaccio e roccia. Queste scoperte sono state effettuate da un team guidato dal professor Luciano Iess del dipartimento di Ingegneria aerospaziale e astronautica dell’Università La Sapienza di Roma. La rivista Science le ha pubblicate sul suo ultimo numero, con un articolo curato dallo stesso Iess, assieme a  Paolo Racioppa, della Sapienza, e a Paolo Tortora dell’Università di Bologna.

Sebbene fosse già nota la composizione in ghiaccio e roccia di Titano, è stato necessario determinare i dettagli del campo di gravità per conoscere come questi materiali fossero distribuiti al suo interno. Titano probabilmente non si è mai riscaldato oltre una temperatura di 1000 gradi, assai bassa se confrontata, ad esempio, con quella di Ganimede. Soltanto i 500 km più esterni sono privi di roccia, mentre nei rimanenti 2100 km ghiaccio e roccia sono mescolati in diverse percentuali  a seconda della profondità.  Questo risultato indica come Titano, secondo satellite per grandezza dopo – appunto – Ganimede, appena dopo la formazione del sistema solare si sia aggregato piuttosto lentamente. Probabilmente in un milione di anni, se non ancora di più. La mappa della gravità di Titano ha richiesto misure molto precise: sebbene Cassini si trovi a 1,4 miliardi di Km, i cambiamenti di velocità della sonda sono stati determinati con una precisione di 5 millesimi di millimetro al secondo. Durante i quattro passaggi ravvicinati tra il 2006 e il 2008 la gravità di Titano ha spinto o frenato Cassini lungo la sua orbita, e queste piccole accelerazioni, misurate dalle antenne di terra del Deep Space Network della NASA, hanno evidenziato delle irregolarità.

Con le misure rilevate dalla sonda Cassini si è disegnata la mappa della gravità di Titano, utile a capire come mai la topografia del satellite sia così poco pronunciata. Nell’immagine riprodotta qui a sinistra, una proiezione equirettangolare di Titano, sono appunto visibili i flyby della sonda sul geoide con le relative misurazioni di altitudine e temperatura. Il ghiaccio di Titano deve avere una temperatura tale che gli permette di modificarsi plasticamente in risposta al peso di catene montuose, che letteralmente sprofondano nel ghiaccio sottostante.

I risultati ottenuti sinora non indicano chiaramente se Titano abbia un oceano sotto la superficie ghiacciata,  ma questa rimane un’ipotesi assai plausibile. Per poterlo determinare in maniera chiara, il team sta lavorando alla misura delle maree indotte da Saturno, un obiettivo che potrà essere raggiunto nel corso della missione, che terminerà nel 2017 con un tuffo nell’atmosfera di Saturno.

I passaggi ravvicinati dei prossimi anni potranno svelare lo spessore della crosta ghiacciata ed aiutare a capire se e come metano liquido possa giungere dall’interno nell’atmosfera. Infatti i fiumi,  i laghi e le vallate di Titano sono state create da metano liquido che piove dalle nubi presenti nell’atmosfera: ma la sua presenza richiede una sorgente. Il metano potrebbe essere immagazzinato a grande profondità ed essere trasportato in superficie dalla convezione nel ghiaccio, se questo è sufficientemente fluido e sottile. Il metano è responsabile dell’orografia di questa luna di Saturno e la comprensione del suo ciclo è tanto importante quanto lo è quello dell’acqua per la Terra.

Comunicato ASI

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