Ogni giorno su Titano è una brutta giornata, a causa della foschia di gran lunga peggiore a quella delle più inquinate città terrestri. I suoi colori atmosferici sono vicini all'arancione a causa della nebbia composta da piccole goccioline di idrocarburi e altri prodotti chimici assai nocivi per la salute.
Nonostante tutto, Titano è davvero una delle più rare gemme del Sistema Solare: è l'unica luna nota con un'atmosfera degna di un pianeta, ricca di fulmini, di pioggie e occasionalmente, di nuvole composte da metano o etano e idrocarburi, che sulla terra costituiscono il gas naturale.
Recentemente, sottili nubi a ciuffi composte da particelle di ghiaccio, simili ai cirri della Terra, sono state segnalati da Carrie Anderson e Robert Samuelson del NASA's Goddard Space Flight Center.
I risultati, pubblicati questa settimana sulla rivista Icarus, sono stati realizzati utilizzando lo spettrometro a infrarossi composito della sonda Cassini della NASA.
A differenza della foschia brunastra di Titano, le nuvole di ghiaccio hanno l'aspetto bianco perlato della neve appena caduta. La loro esistenza è l'ultimo indizio per la comprensione del funzionamento dell'intrigante atmosfera di Titano e del suo "ciclo", che trasporta idrocarburi e altri composti organici al suolo con le precipitazioni. Tali composti non evaporano per ricostituire l'atmosfera, ma in qualche modo la cessione non si è ancora esaurita.
"Questa è la prima volta che siamo stati in grado di ottenere informazioni su queste nuvole", dice Samuelson, uno scienziato al Goddard e co-autore della carta. "In precedenza, abbiamo avuto numerose informazioni circa i gas nell'atmosfera di Titano, ma non sappiamo molto sulle nuvole di alta quota".
Rispetto alle gonfie nuvole di metano e etano trovate in precedenza nella parte più bassa dell'atmosfera, queste nubi sono molto più sottili e più elevate nell'atmosfera . "Sono molto tenui e si dissolvono facimente", dice Anderson, autore della carta. Indizi sulla loro esistenza erano noti sin dalla missione Voyager 1 nel 1980.
Anche prima che Voyager 1 raggiungesse Titano, gli scienziati sapevano che Titano era avvolto in una spessa atmosfera che probabilmente conteneva idrocarburi. Parte di quell'atmosfera, è una nebbia così soffocante che nasconde ogni traccia della superficie.
Solo una piccola quantità di luce visibile penetra questa nebbia, pertanto gli studi si basano su strumenti che operano a lunghezze d'onda al di là di vista umana. Così Voyager apprese che l'atmosfera di Titano è composta principalmente da azoto, così come sulla Terra. A differenza dell'atmosfera terrestre, però, Titano non ha né ossigeno né acqua. Invece, contiene piccole quantità di materiali organici, compresi i membri della famiglia degli idrocarburi come il metano, l'etano e il propano.
Voyager inoltre raccolse indicazioni sulla stratosfera di Titano, il secondo strato più basso della sua atmosfera, ricco di alcuni composti organici esotici", ha detto Samuelson. "A quel tempo, era tutto quello che potevamo dire".
La parte settentrionale di Titano, dove sta avendo inizio la primavera, sembra leggermente più scura di quella meridionale, in questa immagine presa il 22 marzo 2010. Come la Terra, Titano ha quattro stagioni distinte, ognuna delle quali dura circa sette anni terrestri. Credit: NASA / JPL / Space Science Institute
Negli ultimi decenni di ricerche, l'arrivo di Cassini su Saturno e dopo l'atterraggio della sonda ESA Huygens su Titano che ha inviato le prime foto della superficie, abbiamo scoperto la presenza delle nuvole di metano ed etano. Adesso Cassini è periodicamente nell'orbita di Saturno e Titano e visita tutte le altre lune.
Sono stati individuati sotto forma di gas più di una mezza dozzina di idrocarburi, ma molti di più, probabilmente sono presenti. I ricercatori di tutto il mondo sono alla loro ricerca, compreso Anderson e Samuelson, che utilizzano lo strumento di Cassini, CIRS.
L'individuazione delle quote in cui tali gas si trasformano in ghiacci è ardua. I ricercatori scansionano l'atmosfera, fermandosi ad ogni altitudine catalogando una grande quantità di dati.
Anderson e Samuelson hanno avviato una serie di osservazioni vicino al polo nord di Titano, cercando di separare le tracce di nuvole di ghiaccio dal aerosol. "Queste belle nuvole di ghiaccio sono otticamente sottili e sono diffuse", spiega Anderson. I ricercatori stanno cercando di raccogliere informazioni sufficienti per misurare le dimensioni delle particelle di ghiaccio."E 'stata una prova convincente", afferma Anderson. "Quello che Voyager aveva visto era reale".
Le nuvole su Titano non possono essere ottenute dall'acqua a causa del freddo estremo del pianeta. "Se Titano avesse l'acqua in superficie, sarebbe solida come una roccia", dice Michael Goddard Flasar, il Principal Investigator per CIRS.
Invece, l'elemento chiave è il metano. L'azione inizia in alto nell'atmosfera, dove alcune particelle di metano si rompono e si riformano in etano e di altri idrocarburi, o si combinamo con l'azoto per dar vita a dei composti chiamati nitrili. Qualsiasi composto di questi elementi potrebbe probabilmente formarsi sotto forma di nuvole, se si accumulasse in quantità sufficente in una zona adeguatamente fredda.
"La formazione delle nubi si verifica nelle fredde profondità della stratosfera di Titano", spiega Anderson. I ricercatori pensano che i composti vengano spostati verso il basso da un flusso costante di gas che scorre dal polo nell'emisfero più caldo al polo nell'emisfero più freddo.
Una delle più famose immagini di Titano in falsi colori dove di vede bene il sistema nuvoloso dell'alta atmosfera, ripresa nel 2007 dalla sonda Cassini. Credit: NASA
"Il fatto che le nuvole sono più presenti nella regione polare fredda è un segno promettente", spiega Flasar. "Si rafforza l'idea che le molecole che compongono queste nubi siano spinte verso il basso in questo modello di circolazione globale".
Mentre i ricercatori continuano a identificare composti nell'atmosfera di Titano, il prossimo candidato in attesa di confrma è cianuro di idrogeno, un nitrile conosciuto sulla Terra come un veleno. La squadra sta indagando per confermare la presenza degli idrocarburi policiclici aromatici (IPA), che tipicamente sono presenti sulla Terra come agenti inquinanti emessi dalla combustione di combustibili fossili. Nello spazio, forma i cosiddetti IPA si formano nelle regioni in cui nascono e muoiono le stelle.
Inoltre Titano ha come per la Terra un vortice polare che può anche avere una contropartita per il nostro buco dell'ozono. "Il grado di somiglianza è intrigante date le diverse composizioni chimiche delle nubi stratosferiche" dice Flasar.
La grande prova per gli scienziati arriverà nel 2017, quando agiungerà l'estate e il nord e al sud si immergeranno nell'inverno. "Ci aspettiamo di trovare un rovesciamento completo della circolazione del gas", dice Anderson. "Il gas dovrebbe iniziare un flusso da nord a sud. E questo dovrebbe significare che la maggior parte delle nubi di ghiaccio d'alta quota si sposterà a sud".
"Altri cambiamenti importanti sono in serbo per Titano tra cui la scomparsa dei forti venti attorno al polo nord, tra cui il destino del vortice polare", dice Flasar.
Adattamento e traduzione a cura di Arthur McPaul
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