Titano, un mondo complesso

Immagine composita di Titano ottenuta dalla sonda Cassini della NASA fra il 9 Ottobre e il 25 Ottobre 2006.
11 Giugno 2007

INTERVISTA 19-2007. Due anni e mezzo fa, la sonda dell’ESA Huygens è discesa sulla superficie di Titano, una luna di Saturno. Non era mai accaduto che un manufatto umano si posasse su un corpo celeste a questa distanza dalla Terra.

Che cosa abbiamo imparato su Titano in questi due anni?

Oggi sappiamo che per molti aspetti Titano è un mondo simile alla Terra. Non certo per il clima o la respirabilità dell’aria: Titano si trova a circa un miliardo e mezzo di kilometri dal Sole, riceve appena 1/90 della luce del sole rispetto alla Terra e la sua atmosfera non è certamente ricca di ossigeno. Certamente ha una complessità che ricorda molto quella della Terra: a differenza di Marte, per esempio, ha un’atmosfera significativa, in cui si formano nubi e che ricorda l’atmosfera terrestre di diversi miliardi di anni fa. La superficie di Titano inoltre è stata modellata da fenomeni che appaiono del tutto analoghi a quelli in azione sulla Terra: erosione dei venti ed erosione dei fluidi. Sulla terra i fluidi sono legati alla presenza dell’acqua, naturalmente, liquida o allo stato solido, mentre su Titano è probabile che il fluido che ha modellato la superficie sia stato metano.

Quel che conosciamo oggi del pianeta lo dobbiamo ai dati raccolti dalla missione Cassini-Huygens, un’impresa congiunta NASA/ESA/ASI, che ha visto dunque la partecipazione del nostro paese sia come Stato Membro dell’ESA sia attraverso la sua agenzia spaziale nazionale.

Cassini ha trasportato Huygens per 7 anni nello spazio interplanetario, poi lo ha lasciato cadere sulla luna di Saturno, mentre Cassini è rimasta in orbita intorno a Saturno, studiando sia il grande pianeta, sia la struttura degli anelli, sia Titano stesso, che è uno dei principali obiettivi della missione. Huygen ha raccolto i dati durante la sua discesa paracadutata su Titano per 2 ore e 28 minuti. È atterrato e ha continuato a raccogliere dati e immagini per altri 70 minuti. Circa 3 ore e 40 minuti di trasmissione per immaginare, guidati dalla scienza, un mondo lontano, quasi sconosciuto.

Tectonic and fluid-flow patterns on Titan
Esempi del movimento tettonico e dei flussi liquidi su Titano

La sonda dell’ESA Mars Express ha identificato per prima dei depositi di acqua sotto la superficie di Marte. È possibile che anche su Titano vi siano laghi liquidi o ghiacciati sotto la superficie?

Sono in corso ancora diversi studi in questa direzione. In effetti, nel corso della sua discesa, Huygens ha identificato delle onde radio che, se ne viene confermata l’origine naturale – cioè se non sono legati a interferenze strumentali – potrebbero indicare proprio la presenza di un oceano sotterraneo. Di che cosa sia fatto questo oceano è poi un altro discorso, tutto da investigare.

In sostanza, Huygens ha misurato onde radio di bassa frequenza, la cui presenza era nota solo sul nostro pianeta. Sulla Terra onde radio del genere rimbalzano fra superficie terrestre e ionosfera, a circa 100 kilometri di quota, come in una cavità risonante, in modo simile alle onde sonore che vengono prodotte in uno strumento musicale come il flauto. Su Titano, Huygens ha identificato due strati atmosferici a circa 1200 km e circa 60 km di quota, ma la superficie non sembra avere la stessa capacità riflettente della Terra. Se la storia finisse qui, su Titano non potrebbero esserci onde radio come quelle misurate, proprio per la mancanza di riflettività della superficie. Ma poiché sono state misurate, deve esserci sotto la superficie qualcosa che sia in grado di rifletterle. Secondo gli scienziati potrebbe trattarsi di un oceano. E se così fosse è probabile che sia costituito principalmente da metano. È da verificare, ma è certamente un’ipotesi suggestiva che su Titano possa esserci un oceano sotterraneo di metano, una delle sorgenti di energia più interessanti che conosciamo sulla Terra.

Huygens' descent and landing
Discesa e atterraggio della sonda Huygens

Quante delle informazioni raccolte su Titano da Huygens dipendono dallo specifico sito di atterraggio? È chiaro che se una sonda extraterrestre scendesse sulla Terra a Roma o nel deserto del Sahara ricaverebbe dati ben diversi.

Dalle immagini raccolte da Huygens appare chiaro che la sonda sia atterrata su una regione di altopiani solcati da letti di fiumi e da canyons. Tutto intorno ci sono pianure che appaiono poco brillanti, costellate da dune giganti, che si allungano per decine e decine di chilometri, probabilmente costituite da granelli di idrocarburi come dei minuscoli granelli di zucchero, di dimensioni tra i 30 e i 100 micron. Pensiamo che il sito di atterraggio sia una grande pianura di ghiaccio d’acqua sul quale giace su uno strato di materiale organico (che contiene cioè atomi di carbonio), responsabile della variazione di brillanza delle varie zone.

Per inciso, può suonare bizzarro, ma non è stato semplice capire dove sia atterrato Huygens. Il problema è che Titano è coperto da una nebbia molto opaca. Di fatto le immagini che Huygens ha ripreso di Titano sono le uniche immagini che abbiamo della superficie nel visibile. Per capire dove fosse il luogo di atterraggio abbiamo confrontato le immagini di Huygens con quelle ricavate dall’esplorazione con le radioonde della superficie stessa. Una volta identificato il sito di atterraggio, si è cercato di capire in che modo la superficie di Titano possa essere stata plasmata in quel modo, attraverso una serie di simulazioni.

Immagine composita della superficie di Titano ottenuta da Cassini Radar e lo strumento VIMS (Visible and Infrared Mapping Spectrometer)

Ma come si formano questi depositi di materiale organico?

Si depositano quando la componente ultravioletta della radiazione solare reagisce ad alte quote con il metano atmosferico, producendo molecole di idrocarburi, come etano e acetilene, ma anche copolimeri come il tholin, una sostanza organica arricchita di azoto.

Gli idrocarburi si depositano poi sulla superficie un po’ come fanno le particelle di smog che conosciamo bene. La differenza è che su Titano i depositi possono essere alti un centinaio di metri. Gli idrocarburi danno vita anche alle dune, come abbiamo detto, e in generale formano scenari molto vari fra loro, paesaggi solcati da canali ramificati quattro o cinque volte, fra pareti che hanno pendenze di 30 gradi.

Le pianure più scure, invece, sarebbero composte principalmente da una sabbia di tholin mischiata con ghiaccio d’acqua. È proprio l’insieme della varietà dei paesaggi che rende Titano simile alla Terra: a partire da qui possiamo iniziare a immaginare la storia di questo pianeta.

Le interviste

Dal maggio 2000, con cadenza settimanale, RAI NEWS 24 - canale televisivo digitale della RAI dedicato all'aggiornamento in tempo reale - riserva all'ESA uno spazio di approfondimento di 5 minuti: un'intervista su una notizia di attualità legata alle attività nello spazio.

I servizi vengono ritrasmessi ulteriormente su RAI International e RAI 3. Si va dagli approfondimenti sulla Stazione Spaziale Internazionale, alle scoperte scientifiche dei satelliti dedicati all'astronomia, alle applicazioni concrete legate alle osservazioni della Terra dallo spazio.

I giornalisti della Rai, Lorenzo di Las Plassas, Stefano Masi, Marco Dedola si alternano nel discutere con il giornalista scientifico che collabora con l'ESA, Stefano Sandrelli, per dare un'idea dell'argomento e per approfondirne un aspetto, in modo che, leggendo di seguito le interviste relative a uno stesso settore se ne abbia uno spaccato sempre più ampio, venendo a conoscenza di cose sempre nuove.

Per ulteriori informazioni, rivolgersi a: Franca.Morgia@esa.int.

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