Un team internazionale di scienziati ha recentemente fornito nuove informazioni sull’atmosfera di Titano, la luna più grande di Saturno. Grazie ai dati raccolti dal telescopio spaziale James Webb e dal telescopio terrestre Keck II, gli astronomi hanno osservato per la prima volta fenomeni di convezione nuvolosa nell’emisfero nord della luna. Questa area è particolarmente interessante poiché ospita numerosi laghi e mari composti da idrocarburi.
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Un meteo alieno ma sorprendentemente familiare
Titano si distingue nel Sistema Solare per avere un clima che presenta alcune somiglianze con quello terrestre. Con nuvole e precipitazioni che raggiungono il suolo, il satellite offre un panorama meteorologico unico. Secondo Conor Nixon del Goddard Space Flight Center della NASA, autore principale dello studio, “Titano è l’unico altro luogo del Sistema Solare che presenta un clima simile a quello terrestre”. Tuttavia, a differenza della Terra dove l’acqua gioca un ruolo centrale nel ciclo climatico, su Titano è il metano l’elemento chiave.
Le temperature estremamente basse dell’ordine dei -180 °C consentono al metano di evaporare dalle superfici liquide presenti sulla luna. Questo processo porta alla condensazione in atmosfera e alla successiva caduta sotto forma di pioggia fredda e oleosa sul terreno ghiacciato. Le osservazioni effettuate tra novembre 2022 e luglio 2023 hanno rivelato formazioni nuvolose nelle latitudini settentrionali durante l’estate boreale titana. I dati indicano che le nuvole stanno salendo verso altitudini maggiori nel corso dei giorni, suggerendo una significativa attività convettiva.
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Questa scoperta è fondamentale poiché i laghi ed i mari del nord sono ricchi non solo di metano ma anche d’etano; questi elementi potrebbero rappresentare una fonte potenziale per rifornire l’atmosfera stessa.
La troposfera di Titano: caratteristiche distintive
La troposfera su Titano si estende fino a circa 45 km d’altitudine grazie alla bassa gravità del satellite; in confronto, sulla Terra questa fascia atmosferica arriva solo fino a circa 12 km. Utilizzando filtri infrarossi differenti nei loro strumenti scientifici, gli astronomi sono riusciti ad analizzare vari strati dell’atmosfera titana ed a stimare le altitudini delle nubi osservate durante le missioni.
Nonostante ciò non siano state registrate precipitazioni dirette durante queste indagini recenti, Thomas Cornet dell’Agenzia Spaziale Europea , co-autore dello studio ha sottolineato come “le osservazioni del Webb siano state effettuate alla fine dell’estate boreale”. Questa stagione era rimasta inesplorata durante la missione Cassini-Huygens; ora però Webb sta offrendo nuove informazioni preziose sull’atmosfera titaniana in vista delle future esplorazioni pianificate dall’ESA nel sistema saturniano.
I segreti chimici nascosti nell’atmosfera
L’interesse astrobiologico verso Titano continua ad aumentare grazie alla sua complessa chimica organica. Nonostante le condizioni climatiche estreme caratterizzate da temperature gelide, la sua atmosfera funge da laboratorio naturale per reazioni chimiche coinvolgenti molecole contenenti carbonio—componenti fondamentali per lo sviluppo della vita sulla Terra.
Il metano riveste un ruolo cruciale in questo contesto: viene scomposto dalla luce solare o dagli elettroni energetici intrappolati nella magnetosfera saturniana producendo etano e molecole più complesse attraverso processi chimici dinamici. Per la prima volta il telescopio James Webb ha confermato la presenza del radicale metile , essenziale nelle reazioni legate al metano stesso; questo radicale si forma quando il metano subisce rotture molecolari sotto specifiche condizioni ambientali.
Stefanie Milam del Goddard Space Flight Center ha descritto questa scoperta come “vedere la torta mentre sta ancora cuocendo”, evidenziando così quanto sia affascinante seguire lo sviluppo delle reazioni chimiche invece che limitarsi ai prodotti finalizzati già formati.
Il futuro atmosferico di Titano
L’attività chimica intensa presente nell’atmosfera titaniana porta con sé importanti implicazioni sul lungo termine riguardo all’equilibrio atmosferico stesso della luna. Parte dell’idrogeno generato dalla dissociazione del metano tende a disperdersi nello spazio esterno riducendo progressivamente le riserve disponibili sul satellite stesso. Se non ci saranno fonti interne capaci di reintegrare tale quantità—come emissione dalla crosta o dall’interno—Titani potrebbe trasformarsi gradualmente in un ambiente secco simile a Marte dopo aver perso gran parte della propria acqua superficiale.
Nixon avverte che “su Titani il metano è considerabile come una risorsa consumabile”. È possibile infatti che venga continuamente rifornito attraverso processi geologici interni nel corso dei millenni; tuttavia se ciò non dovesse accadere potrebbe portarlo verso uno stato privo d’atmosfera dominato da polverosi desertificati paesaggi lunari.
Le scoperte fatte fanno parte degli studi condotti all’interno del programma Guaranteed Time Observations guidato da Heidi Hammel e sono state pubblicate nella rivista Nature Astronomy.