Osservati incredibili cambiamenti stagionali su Titano

In Italia e nel resto dell'emisfero boreale stiamo assistendo al lento passaggio dall'autunno all'inverno. La sonda Cassini ha scoperto che anche su Titano, uno dei satelliti di Saturno, il clima nell'emisfero australe sta cambiando. Non stanno cadendo le foglie secche, ovviamente, ma i dati sono comunque molto interessanti.

Grazie alla sonda Cassini, in orbita attorno a Saturno dal 2004, gli scienziati sono stati in grado di osservare per la prima volta dei cambiamenti di direzione nella circolazione atmosferica stagionale su Titano - un fenomeno non visibile dalla Terra e che accade ogni 15 anni.

Titano presenta dei processi molto complicati che lo rendono sotto vari aspetti simile a un pianeta vero e proprio – non dimentichiamoci comunque che è piú grande di Mercurio. È l'unica luna del sistema solare a possedere un'atmosfera complessa e strutturata, l'unica classificata come "terrestre" oltre a quelle di Marte e Venere. Inoltre, l'asse di rotazione di Titano ha un'inclinazione simile a quella terrestre e quindi le stagioni sono, per certi versi, come quelle qui sul pianeta Terra. L'unica differenza importante è che cambiano molto lentamente, in quanto Titano completa una rivoluzione attorno al Sole (orbitando attorno a Saturno) ogni 29.5 anni.

Nonostante tutti i fattori che abbiamo appena citato, Titano, in quanto catturato in passato dal campo gravitazionale di Saturno, non puó essere considerato altro che una semplice luna.

Un team guidato da Nick Teanby dell'Università di Bristol ha analizzato gli spettri infrarossi ottenuti dallo spettrometro CIRS a bordo della sonda Cassini per determinare la temperatura atmosferica di Titano e la distribuzione globale di vari elementi. Facendo ciò, sono stati in grado di mappare molto accuratamente i cambiamenti stagionali.

Il team ha osservato un aumento incredibile di gas in traccia sopra il polo sud in un periodo di tempo relativamente corto. Questi gas si formano nella parte alta dell'atmosfera di Titano, dove le radiazioni solari e le particelle energetiche rompono gli atomi di azoto e metano, rimescolandoli e dando vita a una vasta gamma di molecole più complesse come il benzene e l'acido cianidrico.

«Stavamo attendendo segnali che ci confermassero che i gas in traccia stanno cambiando assieme alla nuova stagione, ma non avevamo previsto un cambiamento così rapido e di questa portata: alcune concentrazioni di gas sono aumentate di migliaia di volte in pochi mesi. Inoltre, tutto ciò sta avvenendo ad altitudini di oltre 450 chilometri, molto più in alto di quanto avevamo previsto» ha commentato Remco de Kok dello SRON Netherlands Institute for Space Research.

A simili altitudini i venti raggiungono velocità di 200 metri al secondo, dato che l'atmosfera si deve muovere più velocemente della superficie di Titano per stare al passo. Vi sono anche dei moti verticali originati dalla circolazione atmosferica tra i due emisferi che cambia in ogni stagione, ma si tratta di venti con velocità di pochi millimetri al secondo.

«Usando le misurazioni della temperatura e dei traccianti chimici ottenute da Cassini, siamo stati in grado di osservare delle mutazioni nei lenti moti verticali e scoprire una cella di circolazione che va da un polo all'altro» ha commentato Teanby. «Per la prima volta nella storia, abbiamo osservato l'inversione sopra il polo sud della direzione della cella di circolazione durante l'equinozio d'autunno avvenuto nel 2009 nell'emisfero australe. La conseguente distribuzione dei gas mostra che la circolazione si estende ben oltre le nostre previsioni precedenti, fino a 600 chilometri o più. Ciò ci fa riflettere sulle nostre conoscenze attuali dei meccanismi dell'atmosfera di Titano e ci suggerisce nuove strade da esplorare».
«I nostri risultati forniscono nuovi, potenti vincoli per i modelli atmosferici di Titano. Titano fornisce un laboratorio naturale di un'atmosfera simile a quella terrestre nel ben più freddo sistema solare esterno» aggiunge Teanby. «Quindi, questi risultati potrebbero un giorno guidarci verso una comprensione completa dei processi atmosferici qui sulla Terra, su altri pianeti del sistema solare e su molti esopianeti che stiamo scoprendo».
La sonda Cassini continuerà a studiare questo misterioso mondo fino alla fine della sua missione.
«Questi risultati ci stanno fornendo un primo sguardo sui cambiamenti che avvengono nell'atmosfera di Titano attorno all'equinozio, una stagione che non é mai stata vista da vicino da nessun'altra sonda prima d'oggi» ha commentato Conor Nixon del centro spaziale NASA Goddard. «Ciò dimostra i grandi risultati scientifici che stanno uscendo dalla fase estesa della missione dal 2008, e aspettiamo con ansia di vedere ulteriori cambiamenti che avverranno nel corso dei prossimi 5 anni, fino alla fine della missione nel 2017».

Fonte
doi:10.1038/nature11611

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ESA - C. Carreau
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