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Aggiornato il 22/05/2021
TITANO
Dati:
Ha un diametro di 5150 km con una massa pari a 0,0225 Mt che determina una densità di 1,88 kg/dm3, una gravità di 1,35 m/s2 ed una velocità di fuga di 2,630 km/s.
Si trova ad orbitare a 1.222.000 km da Saturno compiendo una rivoluzione in 15,945421 giorni che corrisponde alla rotazione sincrona del satellite, e si trova in risonanza orbitale 3/4 con Iperione.
Si tratta inoltre dell'unico satellite del sistema solare in possesso di una densa atmosfera.
Scoperto dall'astronomo olandese Christiaan Huygens nel 1655, all'epoca Titano è stata la prima luna osservata intorno Saturno e la quinta nell'intero sistema solare.
Video :
TITANO offerto da MEDIA INAF
Superficie:
La sua spessa atmosfera ha impedito l'osservazione della superficie, fino all'arrivo della missione spaziale Cassini-Huygens nel 2004, che ha permesso di raggiungere la superficie con un veicolo d'atterraggio.
L'esplorazione con la Cassini-Huygens ha portato alla scoperta di laghi di idrocarburi liquidi nelle regioni polari del satellite, alcuni estesi come mari, il Ligeia ed il Kraken.
La scoperta confermava la teoria che sul satellite di Saturno sia presente un ciclo idrologico basato sul metano analogo a quello terrestre basato sull'acqua. Sono stati infatti trovati indizi consistenti di fenomeni di evaporazione, piogge e canali naturali scavati da fluidi.
APPROFONDIMENTO:
https://it.wikipedia.org/wiki/Titano_(astronomia)#Cassini-Huygens
(A lato foto della superficie dal lander Huygens).
Criovulcani:
Geologicamente la sua superficie è giovane e sono presenti alcune montagne e dei possibili criovulcani, ma è generalmente piatta e liscia con pochissimi crateri da impatto finora osservati.Titano potrebbe essere soggetto a fenomeni di criovulcanismo, tuttavia nessuna caratteristica superficiale ripresa dalla sonda Cassini può con assoluta certezza essere interpretata come criovulcano.
( a lato: Sotra Patera , un possibile criovulcano ).
Il rilevamento dell'argon-40 nell'atmosfera di Titano nel 2004 indicava la presenza di pennacchi di una miscela di liquidi composta da acqua e ammoniaca, inoltre l'attività vulcanica di Titano spiegherebbe la presenza continua del metano in superficie, che difficilmente sarebbe duratura se non ci fosse un rifornimento di metano dall'interno del satellite.
Ipotesi 1 criovulcanismo dell'Acqua:
Charles Wood del Planetary Science Institute di Tucson e Jani Radebaugh della Brigham Young University hanno usato i dati della Cassini per nuovi studi, e il risultato è stato qualcosa di inaspettato:
- ai poli di Titano sono presenti alcuni segni di possibile attività vulcanica passata o, forse, persino attuale.
I segni sono di natura geomorfologica: il terreno sembra aver subito numerosi collassi, talvolta innestati l’uno nell’altro. Sono evidenti ripidi rilievi, isole e aloni nei laghi di metano che costellano le superfici polari di Titano. Altre depressioni simili, ma meno numerose e più piccole, si riscontrano anche al polo sud.
Questi crateri potrebbero essersi formati a causa di eruzioni esplosive con conseguente collasso, sia sotto forma di caldere che di maar, due tipiche strutture depresse associate al vulcanismo che sovente vengono riempite da laghi. L’aspetto più entusiasmante della scoperta è che alcuni di questi crateri sembrano essere giovani, cosa che indicherebbe un vulcanismo recente, o addirittura attuale, sul satellite di Saturno.
Su Titano, oltre a dune di sabbia, laghi e valli fluviali, risultato dell’azione dell’atmosfera sulla superficie. «C’è anche evidenza di calore interno che si manifesta sulla superficie tramite criovulcani, il risultato della fusione del ghiaccio d’acqua crostale in acqua liquida che erutta dalla superficie» dice Wood. «Queste strutture sono più o meno circolari, hanno bordi elevati, e talvolta si sovrappongono tra di loro. Sono consistenti con la forma di altre strutture vulcaniche sulla Terra e su Marte, formate dai processi di esplosione, escavazione e collasso.»
LINK : Leggi su Journal of Geophysical Research l’articolo
di Charles A. Wood e Jani Radebaugh.
Ipotesi 2 Criovulcanismo dell'Azoto:
I nuovi modelli alternativi per alcuni dei laghi più piccoli (decine km di diametro) capovolgono la teoria della formazione carsica, ma propone che sacche di azoto liquido nella crosta di Titano riscaldata, trasformandosi in gas esplosivo hanno fatto esplodere i crateri, che poi successivamente si sono riempiti di metano liquido.
La nuova teoria spiega perché alcuni dei laghi più piccoli vicino al polo nord di Titano , come il Winnipeg Lacus, appaiono nell'imaging radar con bordi molto ripidi che si elevano sul livello medio, bordi difficili da spiegare con il modello carsico.
Lo studio si intreccia con altri modelli climatici di Titano che mostrano che la luna potrebbe essere più calda oggi, rispetto a com'era nelle precedenti "ere glaciali" di Titano.
Nei periodi più freddi, l'azoto dominava l'atmosfera, piovendo e fluendo attraverso la crosta ghiacciata fino a raccogliersi in pozze sotto la superficie, ha detto lo scienziato e co-autore Jonathan Lunine della Cornell University di Ithaca, New York.
"Questi laghi con bordi scoscesi, bastioni e bordi rialzati sarebbero un segnale di periodi nella storia di Titano quando c'era azoto liquido sulla superficie e nella crosta", ha osservato. Anche il riscaldamento localizzato sarebbe stato sufficiente a trasformare l'azoto liquido in vapore, facendolo espandere rapidamente ed esplodere un cratere.
"Questa è una spiegazione completamente diversa per i bordi ripidi intorno a quei piccoli laghi, che è stato un enorme enigma", ha dichiarato la scienziata del progetto Cassini Linda Spilker del JPL.
LINK : https://phys.org/news/2019-09-titan-lakes-explosion-craters.html
( Immagini del solito emisfero a varie lunghezze d'onda ).
Cintura di ghiaccio:
La recente analisi della superficie di Titano, che ha utilizzato i dati spettrali della missione Cassini, ha rivelato l’esistenza di una lunga ed estesa cintura di ghiaccio d’acqua esposto lungo le regioni equatoriali e che copre circa il 40% dell’intera circonferenza di Titano.
Il gruppo di ricerca ha analizzato gli oltre 13mila spettri ottenuti dallo strumento Vims a bordo di Cassini – realizzato con un forte contributo italiano – con una nuova tecnica chiamata “analisi del componente principale”.
Il ghiaccio d’acqua è stato probabilmente esposto da processi che prima hanno eroso lo strato di materiale organico e successivamente lo strato più profondo composto di ghiaccio d’acqua, la presenza di questa cintura di ghiaccio d’acqua lunga 6300 chilometri indica che i processi erosivi su Titano operano su scala globale.
( Tre viste del globo di Titano: il corridoio ghiacciato è mappato in blu.
Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Space Science Institute ).
Atmosfera:
L'atmosfera di Titano è composta al 95% da azoto; sono presenti inoltre componenti minori quali il metano e l'etano, che si addensano formando nuvole, con una Pressione di 1.476 mBar ed una densità atmosferica di 108.667 kg/m2.
La temperatura superficiale media è molto vicina a quella del punto triplo del metano dove possono coesistere le forme liquida, solida e gassosa di questo idrocarburo (-179°c).
Il Metano solidifica alla pressione di Titano a circa -183°c , e diventa un gas a circa -155°c, quindi come per l'acqua sulla Terra, può esistere in forma liquida stabile alle temperature che si trovano sul satellite di Saturno, anche l'etano solidifica a circa -183°c , e diventa gassoso a circa una decina di gradi sotto lo zero celsius.
Queste condizioni fanno si che si trovino sulla superficie grandi bacini (in foto a lato il ''Ligeia Mare''), riempiti da una miscela di idrocarburi composta in larga parte da metano, in una frazione minore di etano e con tracce di altre sostanze simili, la densità di questa miscela è di circa la metà di quella dell'acqua, il metano liquido ha una densità di 0,423 kg/litro , mentre per l'etano è di 0,544 kg/litro.
A causa della gravità più bassa sul satellite, l'atmosfera di Titano si estende maggiormente al di sopra della superficie rispetto all'atmosfera della Terra, arrivando a 600 km di altezza sulla superficie e anche più, considerando che è stata rilevata la presenza di molecole complesse e ioni anche ad un'altezza di 950 km sopra la superficie.
La velocità dei venti su Titano è stata misurata in base alla velocità delle nubi, in realtà poco presenti nell'atmosfera della luna. Tra una decina di nubi monitorate dalla sonda Cassini la velocità massima registrata è stata di 34 m/s (122,4 km/h), coerente coi modelli meteorologici previsti per Titano.
( Confronto tra crateri da collasso su Titano (in alto a sinistra), su Marte (in alto a destra) e sulla Terra (in basso). Crediti: Planetary Science Institute ).
Ipotesi 2 Criovulcanismo dell'Azoto:
I nuovi modelli alternativi per alcuni dei laghi più piccoli (decine km di diametro) capovolgono la teoria della formazione carsica, ma propone che sacche di azoto liquido nella crosta di Titano riscaldata, trasformandosi in gas esplosivo hanno fatto esplodere i crateri, che poi successivamente si sono riempiti di metano liquido.
La nuova teoria spiega perché alcuni dei laghi più piccoli vicino al polo nord di Titano , come il Winnipeg Lacus, appaiono nell'imaging radar con bordi molto ripidi che si elevano sul livello medio, bordi difficili da spiegare con il modello carsico.
Lo studio si intreccia con altri modelli climatici di Titano che mostrano che la luna potrebbe essere più calda oggi, rispetto a com'era nelle precedenti "ere glaciali" di Titano.
Nei periodi più freddi, l'azoto dominava l'atmosfera, piovendo e fluendo attraverso la crosta ghiacciata fino a raccogliersi in pozze sotto la superficie, ha detto lo scienziato e co-autore Jonathan Lunine della Cornell University di Ithaca, New York.
"Questi laghi con bordi scoscesi, bastioni e bordi rialzati sarebbero un segnale di periodi nella storia di Titano quando c'era azoto liquido sulla superficie e nella crosta", ha osservato. Anche il riscaldamento localizzato sarebbe stato sufficiente a trasformare l'azoto liquido in vapore, facendolo espandere rapidamente ed esplodere un cratere.
"Questa è una spiegazione completamente diversa per i bordi ripidi intorno a quei piccoli laghi, che è stato un enorme enigma", ha dichiarato la scienziata del progetto Cassini Linda Spilker del JPL.
LINK : https://phys.org/news/2019-09-titan-lakes-explosion-craters.html
Cintura di ghiaccio:
La recente analisi della superficie di Titano, che ha utilizzato i dati spettrali della missione Cassini, ha rivelato l’esistenza di una lunga ed estesa cintura di ghiaccio d’acqua esposto lungo le regioni equatoriali e che copre circa il 40% dell’intera circonferenza di Titano.
Il gruppo di ricerca ha analizzato gli oltre 13mila spettri ottenuti dallo strumento Vims a bordo di Cassini – realizzato con un forte contributo italiano – con una nuova tecnica chiamata “analisi del componente principale”.
Il ghiaccio d’acqua è stato probabilmente esposto da processi che prima hanno eroso lo strato di materiale organico e successivamente lo strato più profondo composto di ghiaccio d’acqua, la presenza di questa cintura di ghiaccio d’acqua lunga 6300 chilometri indica che i processi erosivi su Titano operano su scala globale.
Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Space Science Institute ).
Atmosfera:
L'atmosfera di Titano è composta al 95% da azoto; sono presenti inoltre componenti minori quali il metano e l'etano, che si addensano formando nuvole, con una Pressione di 1.476 mBar ed una densità atmosferica di 108.667 kg/m2.
Il Metano solidifica alla pressione di Titano a circa -183°c , e diventa un gas a circa -155°c, quindi come per l'acqua sulla Terra, può esistere in forma liquida stabile alle temperature che si trovano sul satellite di Saturno, anche l'etano solidifica a circa -183°c , e diventa gassoso a circa una decina di gradi sotto lo zero celsius.
Queste condizioni fanno si che si trovino sulla superficie grandi bacini (in foto a lato il ''Ligeia Mare''), riempiti da una miscela di idrocarburi composta in larga parte da metano, in una frazione minore di etano e con tracce di altre sostanze simili, la densità di questa miscela è di circa la metà di quella dell'acqua, il metano liquido ha una densità di 0,423 kg/litro , mentre per l'etano è di 0,544 kg/litro.
A causa della gravità più bassa sul satellite, l'atmosfera di Titano si estende maggiormente al di sopra della superficie rispetto all'atmosfera della Terra, arrivando a 600 km di altezza sulla superficie e anche più, considerando che è stata rilevata la presenza di molecole complesse e ioni anche ad un'altezza di 950 km sopra la superficie.
La velocità dei venti su Titano è stata misurata in base alla velocità delle nubi, in realtà poco presenti nell'atmosfera della luna. Tra una decina di nubi monitorate dalla sonda Cassini la velocità massima registrata è stata di 34 m/s (122,4 km/h), coerente coi modelli meteorologici previsti per Titano.
Ionosfera:
La ionosfera di Titano contiene una pletora di idrocarburi e cationi nitrilici e anioni, misurati dallo spettrometro di massa ionico neutro e dallo spettrometro al plasma Cassini (CAPS) a bordo della sonda NASA Cassini.
I dati del sensore CAPS Ion Beam Spectrometer (IBS) sono stati esaminati per cinque incontri ravvicinati di Titano nel corso del 2009.
L'elevata velocità relativa di Cassini rispetto agli ioni freddi nella ionosfera di Titano ha consentito al CAPS-IBS di funzionare come uno spettrometro di massa.
Le masse di ioni positivi tra 170 e 310 u/q vengono esaminate con gruppi di massa ionica identificati tra 170 e 275 u/q contenenti tra 14 e 21 atomi pesanti (carbonio / azoto / ossigeno).
Questi gruppi sono i gruppi di ioni positivi più pesanti riportati finora dai dati sugli ioni in situ disponibili su Titano.
Si è anche riscontrato che i picchi del gruppo ionico sono coerenti con le masse associate ai composti aromatici policiclici (PAC), compreso l'idrocarburo aromatico policiclico (PAH) e gli ioni molecolari aromatici policiclici contenenti azoto.
Le identificazioni dei picchi del gruppo ionico vengono confrontate con gli IPA neutri proposti in precedenza e si trovano a masse simili, a supporto di un'interpretazione degli IPA.
E' anche studiata la spaziatura tra i picchi del gruppo ionico, trovando una spaziatura di 12 o 13 u/q che indica l'aggiunta di C o CH.
Infine, si osserva che la presenza di diversi gruppi ionici varia nei cinque passaggi ravvicinati studiati, probabilmente in relazione alle variazioni diurne nella ionosfera di Titano.
Questi risultati migliorano la comprensione tra gli ioni a bassa massa e gli ioni negativi ad alta massa, nonché con la formazione di aerosol nell'atmosfera di Titano.
LINK : https://arxiv.org/pdf/2009.08749.pdf
Nubi:
( Nelle foto, Sopra e Sotto, banchi di nubi nell'atmosfera di Titano )
( Immagine di un vortice di nubi nei pressi del Polo Sud ).
E' stato rilevato propilene nell'atmosfera di Titano, ed era la prima volta che questo idrocarburo veniva trovato in un'atmosfera che non fosse quella terrestre , si tratta di un Alchene largamente usato per produrre materiale plastico, la sua scoperta risolve anche una lacuna risalente al passaggio della sonda Voyager 1, avvenuto nel 1980 , difatti la Voyager aveva rivelato la presenza di vari idrocarburi, prodotti dalla scissione del metano causati dalla radiazione solare, e aveva anche trovato, oltre al metano, pure dell'etano e del propano, tuttavia, non aveva trovato traccia di propilene, molecola peraltro intermedia tra quelle più pesanti, come il propano, e quelle più leggere, come il propino. Successive osservazioni effettuate con il radiotelescopio ALMA hanno consentito di rivelare la presenza nell'atmosfera di cianuro di vinile, un composto chimico organico le cui molecole, in particolari condizioni possono aggregarsi formando microscopiche strutture a bolla.
Struttura:
( Stratificazione della crosta e caratteristiche superficiali)
( Struttura interna ).
( Mappa della geologia superficiale : in BLU i laghi e mari di metano.etano - in ROSSO i pochi crateri - in VIOLA i campi di dune - in GIALLO i terreni collinari e montagnosi - in FUCSIA i terreni fratturati, i labirinti - in CELESTE le pianure ).
Clima:
Il clima, che include vento e pioggia di metano, ha creato caratteristiche superficiali simili a quelle presenti sulla Terra, come dune, fiumi, laghi e mari, e, come la Terra, presenta le stagioni.
Con i suoi liquidi e la sua spessa atmosfera, Titano è considerato simile alla Terra primordiale, ma con una temperatura molto più bassa, dove il ciclo del metano sostituisce il ciclo idrologico presente invece sul nostro pianeta.
Su Titano sono state registrate dalla Cassini anche tempeste di polvere, qui a lato una ricostruzione artistica di questo fenomeno meteorologico presente sul satellite di Saturno in special modo nelle zone equatoriali tra i due tropici, Titano che orbita vicino al piano equatoriale di Saturno ha un ciclo stagionale visto che risente dell'inclinazione di Saturno stesso pari a 26,73°.
( in foto le varie riprese che mostrano la presenza di tempeste di polvere ).
( in foto il ciclo delle stagioni, causato dall'inclinazione dell'asse di Saturno ).
Possibilità di vita su Titano:
Di Cesare Guaita
Il lavoro è stato focalizzato soprattutto su Menrva, il maggiore dei crateri meteorici di Titano con i suoi 425 km di diametro.
Mappe:
( In questo mosaico, Vims ha catturato le numerose caratteristiche che rendono così speciale questo satellite. La mappe che sono state create combinano i dati della moltitudine di osservazioni fatte con condizioni di luce di volta in volta diverse nel corso della missione, cucite insieme in una sequenza di immagini che ci regala la migliore rappresentazione della superficie di Titano fino ad oggi ).
Leggi tutto : https://www.media.inaf.it/2019/01/15/latmosfera-di-titano-allinfrarosso/
Polo Nord:
( Mappa del Polo Nord, con i laghi ed i mari: Kraken, Ligeia, Punga ).
( Mappa cartografica del Ligeia Mare in dettaglio ).
Polo Sud:
( Mappa del Polo Sud, Con al centro il lago Ontario - Sotto particolare con fiumi ).
Laghi e Mari:
( Mosaico di immagini radar e tracce di misure altimetriche acquisite durante la missione Cassini nella regione polare del nord di Titano. ).
Titano, ospita laghi idrocarburi liquidi e mari sulla sua superficie. Durante l'ultimo incontro ravvicinato con Titano (22 aprile 2017), la sonda Cassini ha usato il suo radar come ecoscandaglio per sondare la profondità di diversi laghi nel terreno polare nord. Questa era la prima volta che i laghi di Titano, in contrapposizione ai suoi mari, sono stati visti in una configurazione sonora. Qui, mostriamo che questi laghi possono superare i 100 m di profondità e la loro trasparenza alla lunghezza d'onda del radar di 2,17 cm indica che hanno una composizione dominata dal metano.
Formazione di Laghi e Bastioni:
Utilizzando i dati radar della navicella spaziale Cassini della NASA, la ricerca recentemente pubblicata presenta un nuovo scenario per spiegare perché alcuni laghi pieni di metano sulla luna di Saturno, Titano, sono circondati da bordi ripidi che raggiungono le centinaia di piedi di altezza.
I modelli suggeriscono che le esplosioni di azoto in fase di riscaldamento hanno creato bacini nella crosta del satellite.
I nuovi modelli alternativi per alcuni dei laghi più piccoli (decine di chilometri di diametro) capovolgono questa teoria: propone sacche di azoto liquido nella crosta di Titano riscaldata, trasformandosi in gas esplosivo che fa esplodere i crateri, che poi si riempiono di metano liquido.
La nuova teoria spiega perché alcuni dei laghi più piccoli vicino al polo nord di Titano, come Winnipeg Lacus, appaiono nell'immagini radar con bordi molto ripidi che si elevano sul livello del mare, bordi difficili da spiegare con il modello carsico.
( Rappresentazione artistica di un lago nel polo nord della luna di Saturno, Titano, illustra i bordi rialzati e le caratteristiche simili a quelle di una scala come quelle viste dalla navicella spaziale Cassini della NASA attorno al Winnipeg Lacus ).
Negli ultimi mezzo miliardo o miliardi di anni su Titano, il metano nella sua atmosfera ha agito come un gas serra, mantenendo la luna relativamente calda, sebbene ancora fredda per gli standard terrestri. Gli scienziati ritengono che la luna abbia attraversato epoche di raffreddamento e riscaldamento.
Nei periodi più freddi, l'azoto ha dominato l'atmosfera, piovendo e scorrendo attraverso la crosta ghiacciata finendo per raccogliersi in pozzi sotto la superficie.
Questi laghi con bordi scoscesi, bastioni e bordi rialzati sarebbero un segnale di periodi nella storia di Titano quando c'era azoto liquido sulla superficie e nella crosta. Ma anche il riscaldamento localizzato sarebbe bastato a trasformare l'azoto liquido in vapore, facendolo espandere rapidamente ed esplodere poi formando un cratere.
LINK:
https://www.nasa.gov/feature/jpl/new-models-suggest-titan-lakes-are-explosion-craters
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SCHEDA RIASSUNTIVA DELLA SUPERFICIE:
SCHEDA RIASSUNTIVA DELL'ATMOSFERA:
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A cura di Andreotti Roberto
Nubi:
Struttura:
Clima:Il clima, che include vento e pioggia di metano, ha creato caratteristiche superficiali simili a quelle presenti sulla Terra, come dune, fiumi, laghi e mari, e, come la Terra, presenta le stagioni.
Con i suoi liquidi e la sua spessa atmosfera, Titano è considerato simile alla Terra primordiale, ma con una temperatura molto più bassa, dove il ciclo del metano sostituisce il ciclo idrologico presente invece sul nostro pianeta.
Su Titano sono state registrate dalla Cassini anche tempeste di polvere, qui a lato una ricostruzione artistica di questo fenomeno meteorologico presente sul satellite di Saturno in special modo nelle zone equatoriali tra i due tropici, Titano che orbita vicino al piano equatoriale di Saturno ha un ciclo stagionale visto che risente dell'inclinazione di Saturno stesso pari a 26,73°.
Di Cesare Guaita
Questa sorprendete ipotesi è emersa a metà Marzo 2021, durante il 52esimo LPSC (Congresso di Scienze Lunari e Planetarie).
(in foto a lato Cesare Guaita).
La sua bassa densità (1,884 Kg/dm3), indice di una consistente componente acquosa (circa il 50% in massa), fa sì che la sua massa sia poco meno del 2,5% della massa terrestre, con una gravità superficiale, rispetto alla Terra, di circa il 15%.
La sua estrema lontananza dal Sole (1,2 miliardi di km, come Saturno) gli fa ricevere solo l’1% del calore solare, il che spiega come mai la capsula Huygens ne misurò al suolo una bassissima temperatura di soli -179,5°c.
Questi due fatti (massa comunque non indifferente e bassissima temperatura ambiente) sono la causa primaria di una densa atmosfera (l’unica tra tutti i satelliti noti) di N2 (Azoto) + 5% di CH4 (metano), che produce una pressione al suolo di 1.467 mBar.
L’azione su questa atmosfera delle particelle cariche del campo magnetico di Saturno, fa sì che CH4 + N2 generino composti organici molto complessi detti Toline che sono opachi che rendono l’atmosfera completamente opaca e rossiccia (una specie di FOTOCOPIA della Terra primordiale!) e che cascano di continuo sulla superficie ghiacciata in uno strato che ormai può raggiungere centinaia di metri.
(Come descritto sopra).
Nelle nebbie opache di Titano sono state individuate molecole come HCN (acido cianidrico, 3 ppm), vari composti organici nitrilici (ossia contenenti gruppi CN, 50 ppm), NH3 (ammoniaca, 5 ppm), CO2 (10 ppm). Presenti anche (rilevazione Cassini-VIMS a 3,28 micron), soprattutto nell’alta atmosfera, idrocarburi aromatici ad anello semplice (benzene, toluene) e multiplo (PHA, idrocarburi aromatici policiclici) (ApJ, 770, 132, giugno 2013). C’è addirittura la possibile presenza di basi del DNA, secondo una serie di simulazioni in laboratorio su Toline irradiate con elettroni ad alta energia.
(J.Phys. Chem., 113, 11161-11166, Giugno 2009).
L’elevata presenza di acqua potrebbe giustificare la presenza di un oceano liquido profondo, specie se fosse presente almeno un 10% di NH3, come agente ANTI-congelante.
Ci sono almeno tre osservazioni in questa direzione:
- La prima risale al momento in cui (14 Gennaio 2015) la sonda Huygens attraversò 140 km di atmosfera titaniana fino a suolo: una strana oscillazione con frequenza di 36 Hz, dei segnali radio inviati a Terra poteva essere giustificata da riflessioni multiple da parte di uno spesso guscio di acqua liquida a 50-80 km di profondità (Planetary and Space Science, 55, 1978, 2007 ).
- La seconda osservazione è legata al controllo radar continuativo (Cassini, Ottobre 2004-Maggio 2007) di 150 dettagli superficiali con risoluzione <0,5 km, che mostrarono un sistematico spostamento di circa 30 km rispetto alla perfetta sincronicità, ben spiegabile con uno SLITTAMENTO della crosta ghiacciata superficiale sopra uno strato liquido profondo (SCIENCE, 319, 1649, Marzo 2008).
- Una terza osservazione riguarda l’entità delle maree esercitate su Titano da Saturno, conseguenti alla pur debole ellitticità dell’ orbita (e=0,029 come già ricordato). 6 sorvoli con la Cassini dal 2006 al 2011 (T11, T22, T33, T45, T68, T74) hanno mostrato, dalla misura degli spostamenti Doppler dei segnali, maree almeno 10 volte superiori (10 metri contro 1 metro) rispetto a quelle attese su una superficie completamente solida e rigida (SCIENCE, 337, 457, Luglio 2012).
Un’atmosfera così densa costituisce ovviamente un ostacolo notevole alla caduta sulla superficie di rocce meteoriche: tanto è vero che i crateri da impatto individuati sono solo un centinaio, essendo nettamente scarsi quelli di dimensioni inferiori a 10-20 km (ICARUS, 344, 113664, 2020).
Ma crateri di almeno 100 km di diametro potrebbero produrre una fatturazione della crosta ghiacciata superficiale con fuoruscita dell’acqua dell’oceano titaniano profondo.
Questa sorprendente possibilità è stata di recente presentata da un folto gruppo di geologi durante l’accennato 52esimo LPSC tenutasi online dal 15 al 19 Marzo 2021.
(a lato il cratere Menrva).
Menrva venne prodotto da un asteroide di circa 50 km di diametro, che in pochi secondi (così indicano le simulazioni) sfondò a 7 km/s la crosta ghiacciata, fino a raggiungere 80 km di profondità: immediatamente lo strato di acqua liquida ivi presente, si sollevò e si miscelò alla gran quantità di Toline superficiali, formando un lago di acqua liquida satura di molecole organiche complesse. Una situazione IDEALE perché si innescassero processo esobiologici, dal momento che la bassissima temperatura esterna produsse in tempi brevi una crosta di ghiaccio superficiale, capace di isolare il lago appena formatosi e di mantenerlo a T>0°C, anche per qualche milione di anni.
Un processo, secondo me, che verrebbe innescato comunque anche dalla istantanea fusione della crosta di ghiaccio superficiale, indipendentemente dal fatto che venga o no raggiunto l’oceano profondo. Certo, Menvra ha un’età stimata di circa 1 miliardo di anni, un tempo che potrebbe aver ormai esaurito ogni potenzialità esobiologia.
Non così per crateri molto più giovani. E’ il caso di Selk (diametro=90km vedi sotto) situato a 5000 km da Menva e formatosi solo 100 milioni di anni fa.
Leggi tutto : https://www.media.inaf.it/2019/01/15/latmosfera-di-titano-allinfrarosso/
Polo Nord:
Polo Sud:
( Mappa del Polo Sud, Con al centro il lago Ontario - Sotto particolare con fiumi ).
Laghi e Mari:
( Mosaico di immagini radar e tracce di misure altimetriche acquisite durante la missione Cassini nella regione polare del nord di Titano. ).
Titano, ospita laghi idrocarburi liquidi e mari sulla sua superficie. Durante l'ultimo incontro ravvicinato con Titano (22 aprile 2017), la sonda Cassini ha usato il suo radar come ecoscandaglio per sondare la profondità di diversi laghi nel terreno polare nord. Questa era la prima volta che i laghi di Titano, in contrapposizione ai suoi mari, sono stati visti in una configurazione sonora. Qui, mostriamo che questi laghi possono superare i 100 m di profondità e la loro trasparenza alla lunghezza d'onda del radar di 2,17 cm indica che hanno una composizione dominata dal metano.
Questa composizione differisce significativamente da quella dell'Ontario Lacus, l'unico grande lago nell'emisfero meridionale di Titano, che è più ricco di etano.
Se i laghi polari del nord ricchi di metano, arroccati a centinaia di metri sopra i principali mari, sono formati da un processo di tipo carsico da 1mm ad 1m ogni rivoluzione di Saturno, sono come serbatoi e i flussi sotterranei possono essere un elemento importante del sistema geochimico di Titano.
Nel frattempo, in un altro studio all'altra estremità dello spettro, i ricercatori hanno scoperto anche "laghi fantasma": stagni poco profondi che sono evaporati o drenati nel terreno durante la transizione di Titano dall'inverno alla primavera (che dura sette anni terrestri).
( Batimetria e attenuazione del liquido di Winnipeg Lacus. ).
( Laghi intercettati dall'altimetria radar su T126 flyby. ).
( Rilevamenti ambigui del fondale del lago di Oneida Lacus e del lago C. ).
( Confronto tra Ligeia Mare e retro dispersione superficiale del lago durante il flyby T91 (23 maggio 2013) e T126 (22 aprile 2017). )
( forme d'onda di Ligeia Mare e Winnipeg Lacus acquisite a profondità simili. ).
I Bastioni di Titano:
Studiate con una nuova tecnica gli alti bastioni che circondano alcuni laghi di Titano.
La sonda CASSINI, ha raccolto importanti dati dalle regioni polari di Titano. Un gruppo internazionale di ricercatori ha utilizzato queste osservazioni per individuare i cosiddetti bastioni: strutture gigantesche che circondano alcuni laghi sulla luna saturniana e si estendono nell’entroterra per decine di chilometri.
Questi bastioni sono morfologicamente diversi dalle sponde che normalmente si trovano in prossimità dei laghi: esse, infatti, si ergono ripide sopra la superficie del lago, al massimo sono larghe un chilometro e non lo circondano mai completamente. Per comprendere l’origine e i meccanismi della loro formazione, gli studiosi hanno analizzato le immagini fornite dalla sonda Cassini e provenienti da due strumenti: il Vims (Visual Infrared Mapping Spectometer) per i dati spettroscopici della superficie di Titano, e il Sar (Synthetic Aperture Radar) per quelli morfologici.
Per la prima volta i ricercatori hanno sovrapposto le immagini fornite da Vims a quelle elaborate da Sar. In questo modo hanno potuto determinare le caratteristiche fisiche dei bastioni e ricavare nuove ipotesi circa la loro struttura. In totale l’analisi è stata condotta su otto laghi, tre di essi asciutti e cinque riempiti da un liquido che si ritiene essere composto da una mistura di metano liquido ed etano con un contributo di azoto. La superficie dei laghi varia da 30 a 670 chilometri quadrati e i bastioni, la cui larghezza varia da 3 a 30 chilometri, si innalzano per 200-300 metri sul terreno circostante.
I risultati delle analisi spettrali mostrano che l’emissività dei bastioni è relativamente alta per gli standard di Titano ed è molto simile a quella dei fondali dei laghi vuoti e ai labirinti di terreno di origine fluviale. Questo suggerisce che i bastioni condividono con i fondali dei laghi lo stesso meccanismo di formazione, mentre hanno la medesima composizione organica dei labirinti fluviali.
Un’altra caratteristica che rende unici i bastioni è quella di circondare completamente i laghi, una differenza fondamentale con i più comuni bordi ripidi. Mentre i bordi e altre strutture sono stati logorati e si sono rotti nel corso del tempo, i bastioni circondano completamente i loro laghi. Questo ci aiuta a vincolare gli scenari in cui essi si sono formati.
Inoltre, due degli otto laghi con bastioni rialzati mostrano differenze spettrali a tre lunghezze d'onda specifiche, 1,6, 2,0 e 5,0 μm, tra i bastioni e il terreno circostante. Ipotizziamo che ciò potrebbe essere dovuto a qualche componente, o miscela di componenti nei bastioni che è meno assorbente a queste lunghezze d'onda specifiche, o potrebbe essere un effetto di diverse dimensioni del grano.
Pur non conoscendo l’esatto meccanismo di formazione di bastioni e sponde, lo studio suggerisce almeno due diversi scenari.
- Nella prima ipotesi si ritiene che, dopo la formazione del lago, un meccanismo geofisico posizioni il bastione attorno al perimetro del lago. Successivamente, lo stesso meccanismo innalza un bordo sopra il bastione. Poiché il bordo è più giovane del bastione, il materiale di cui è composto non ha avuto modo di diventare più resistente e quindi viene eroso dagli agenti atmosferici.
- Nel secondo scenario si ipotizza che, dopo la formazione e la crescita del bacino lacustre, il materiale residuo vada a formare dapprima le sponde del lago e poi, attraverso la sedimentazione, anche i bastioni. Ciò significherebbe che i laghi circondati da tali strutture sarebbero tra i più giovani di Titano, perché non ci sarebbe stato il tempo sufficiente affinché i bastioni venissero erosi.
( Immagine ottenuta con Sar del lago Viedma Lacus. Le frecce azzurre indicano il perimetro della bastionata che circonda il lago. Nella porzione in alto a sinistra è visibile la ripida sponda, erosa nei punti indicati dalle frecce gialle. Sotto, una rappresentazione in sezione (non in scala) di bastioni, sponde e lago ).
LINK:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S001910351830784X?via%3Dihub
I Bastioni di Titano:
Studiate con una nuova tecnica gli alti bastioni che circondano alcuni laghi di Titano.
La sonda CASSINI, ha raccolto importanti dati dalle regioni polari di Titano. Un gruppo internazionale di ricercatori ha utilizzato queste osservazioni per individuare i cosiddetti bastioni: strutture gigantesche che circondano alcuni laghi sulla luna saturniana e si estendono nell’entroterra per decine di chilometri.
Questi bastioni sono morfologicamente diversi dalle sponde che normalmente si trovano in prossimità dei laghi: esse, infatti, si ergono ripide sopra la superficie del lago, al massimo sono larghe un chilometro e non lo circondano mai completamente. Per comprendere l’origine e i meccanismi della loro formazione, gli studiosi hanno analizzato le immagini fornite dalla sonda Cassini e provenienti da due strumenti: il Vims (Visual Infrared Mapping Spectometer) per i dati spettroscopici della superficie di Titano, e il Sar (Synthetic Aperture Radar) per quelli morfologici.
Per la prima volta i ricercatori hanno sovrapposto le immagini fornite da Vims a quelle elaborate da Sar. In questo modo hanno potuto determinare le caratteristiche fisiche dei bastioni e ricavare nuove ipotesi circa la loro struttura. In totale l’analisi è stata condotta su otto laghi, tre di essi asciutti e cinque riempiti da un liquido che si ritiene essere composto da una mistura di metano liquido ed etano con un contributo di azoto. La superficie dei laghi varia da 30 a 670 chilometri quadrati e i bastioni, la cui larghezza varia da 3 a 30 chilometri, si innalzano per 200-300 metri sul terreno circostante.
I risultati delle analisi spettrali mostrano che l’emissività dei bastioni è relativamente alta per gli standard di Titano ed è molto simile a quella dei fondali dei laghi vuoti e ai labirinti di terreno di origine fluviale. Questo suggerisce che i bastioni condividono con i fondali dei laghi lo stesso meccanismo di formazione, mentre hanno la medesima composizione organica dei labirinti fluviali.
Un’altra caratteristica che rende unici i bastioni è quella di circondare completamente i laghi, una differenza fondamentale con i più comuni bordi ripidi. Mentre i bordi e altre strutture sono stati logorati e si sono rotti nel corso del tempo, i bastioni circondano completamente i loro laghi. Questo ci aiuta a vincolare gli scenari in cui essi si sono formati.
Inoltre, due degli otto laghi con bastioni rialzati mostrano differenze spettrali a tre lunghezze d'onda specifiche, 1,6, 2,0 e 5,0 μm, tra i bastioni e il terreno circostante. Ipotizziamo che ciò potrebbe essere dovuto a qualche componente, o miscela di componenti nei bastioni che è meno assorbente a queste lunghezze d'onda specifiche, o potrebbe essere un effetto di diverse dimensioni del grano.
Pur non conoscendo l’esatto meccanismo di formazione di bastioni e sponde, lo studio suggerisce almeno due diversi scenari.
- Nella prima ipotesi si ritiene che, dopo la formazione del lago, un meccanismo geofisico posizioni il bastione attorno al perimetro del lago. Successivamente, lo stesso meccanismo innalza un bordo sopra il bastione. Poiché il bordo è più giovane del bastione, il materiale di cui è composto non ha avuto modo di diventare più resistente e quindi viene eroso dagli agenti atmosferici.
- Nel secondo scenario si ipotizza che, dopo la formazione e la crescita del bacino lacustre, il materiale residuo vada a formare dapprima le sponde del lago e poi, attraverso la sedimentazione, anche i bastioni. Ciò significherebbe che i laghi circondati da tali strutture sarebbero tra i più giovani di Titano, perché non ci sarebbe stato il tempo sufficiente affinché i bastioni venissero erosi.
LINK:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S001910351830784X?via%3Dihub
Formazione di Laghi e Bastioni:
Utilizzando i dati radar della navicella spaziale Cassini della NASA, la ricerca recentemente pubblicata presenta un nuovo scenario per spiegare perché alcuni laghi pieni di metano sulla luna di Saturno, Titano, sono circondati da bordi ripidi che raggiungono le centinaia di piedi di altezza.
I modelli suggeriscono che le esplosioni di azoto in fase di riscaldamento hanno creato bacini nella crosta del satellite.
I nuovi modelli alternativi per alcuni dei laghi più piccoli (decine di chilometri di diametro) capovolgono questa teoria: propone sacche di azoto liquido nella crosta di Titano riscaldata, trasformandosi in gas esplosivo che fa esplodere i crateri, che poi si riempiono di metano liquido.
La nuova teoria spiega perché alcuni dei laghi più piccoli vicino al polo nord di Titano, come Winnipeg Lacus, appaiono nell'immagini radar con bordi molto ripidi che si elevano sul livello del mare, bordi difficili da spiegare con il modello carsico.
Negli ultimi mezzo miliardo o miliardi di anni su Titano, il metano nella sua atmosfera ha agito come un gas serra, mantenendo la luna relativamente calda, sebbene ancora fredda per gli standard terrestri. Gli scienziati ritengono che la luna abbia attraversato epoche di raffreddamento e riscaldamento.
Nei periodi più freddi, l'azoto ha dominato l'atmosfera, piovendo e scorrendo attraverso la crosta ghiacciata finendo per raccogliersi in pozzi sotto la superficie.
Questi laghi con bordi scoscesi, bastioni e bordi rialzati sarebbero un segnale di periodi nella storia di Titano quando c'era azoto liquido sulla superficie e nella crosta. Ma anche il riscaldamento localizzato sarebbe bastato a trasformare l'azoto liquido in vapore, facendolo espandere rapidamente ed esplodere poi formando un cratere.
LINK:
https://www.nasa.gov/feature/jpl/new-models-suggest-titan-lakes-are-explosion-craters
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SCHEDA RIASSUNTIVA DELLA SUPERFICIE:
SCHEDA RIASSUNTIVA DELL'ATMOSFERA:
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A cura di Andreotti Roberto
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