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La struttura interna di Titano svelata dalla sonda Cassini
Nuove scoperte sulla più grande luna di Saturno
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 da satelliti ghiacciati come Ganimede, i cui interni sono costituiti da strati ben distinti.
Infatti misurando le deboli spinte della gravità sulla sonda Cassini durante quattro passaggi ravvicinati di Titano i ricercatori hanno scoperto 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 di Sapienza Università di Roma e saranno pubblicate il 12 marzo sulla rivista Science.
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 – che appare in gran parte come una miscela indifferenziata di acqua e rocce – probabilmente non si è mai riscaldato oltre una temperatura di 1000 gradi, assai bassa se confrontata, ad esempio, con quella di Ganimede, il satellite di Giove assai simile per dimensioni. 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 Ganimede, appena dopo la formazione del sistema solare si sia aggregato piuttosto lentamente, forse in un milione di anni o 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. Il ghiaccio di Titano deve avere infatti 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.
Cassini-Huygens, la più complessa e costosa missione planetaria mai effettuata, è il frutto di una collaborazione tra NASA, Agenzia Spaziale Europea e Agenzia Spaziale Italiana. La strumentazione di radio scienza della missione è stata finanziata dall’ASI e dal Jet Propulsion Laboratory di Pasadena.
Gli autori italiani dell’articolo su Science sono Luciano Iess e Paolo Racioppa della Sapienza Università di Roma e Paolo Tortora dell’Università di Bologna.
Per informazioni:
prof. Luciano Iess
luciano.ies@uniroma1.it
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M(+39) 366 6750160
