Titano, è un intrigante, mondo alieno, coperto da una spessa atmosfera ricca di metano. Con una temperatura superficiale media di -300 gradi Fahrenheit (circa 90 kelvin) ed un diametro di poco meno della metà della Terra, Titano vanta nubi di metano e nebbie, tempeste di pioggia e laghi di metano liquido. E' l'unico posto nel Sistema Solare, oltre alla Terra, che ha liquidi sulla sua superficie.
Le origini di molte di queste caratteristiche, tuttavia, restano misteriose per gli scienziati. Ora, i ricercatori del California Institute of Technology (Caltech) hanno sviluppato un modello computerizzato dell'atmosfera di Titano del ciclo di metano che, per la prima volta, spiega molti di questi fenomeni in modo relativamente semplice e coerente.
Le origini di molte di queste caratteristiche, tuttavia, restano misteriose per gli scienziati. Ora, i ricercatori del California Institute of Technology (Caltech) hanno sviluppato un modello computerizzato dell'atmosfera di Titano del ciclo di metano che, per la prima volta, spiega molti di questi fenomeni in modo relativamente semplice e coerente.
Kraken Lake, uno dei laghi di Titano, ripreso dalla Sonda Cassini della NASA.
In particolare, il nuovo modello spiega tre osservazioni sconcertanti di Titano. Una stranezza era stata scoperta nel 2009, quando i ricercatori del Caltech guidati dal professore di scienze planetarie Oded Aharonson, avevano scoperto che i laghi di metano tendono a raggrupparsi attorno ai suo poli e che ci sono più laghi nell'emisfero nord rispetto al sud.
In particolare, il nuovo modello spiega tre osservazioni sconcertanti di Titano. Una stranezza era stata scoperta nel 2009, quando i ricercatori del Caltech guidati dal professore di scienze planetarie Oded Aharonson, avevano scoperto che i laghi di metano tendono a raggrupparsi attorno ai suo poli e che ci sono più laghi nell'emisfero nord rispetto al sud.
Sito di atterraggio della sonda Huygens della NASA/ESA nel 2005
In secondo luogo, le aree a basse latitudini, vicino all'equatore di Titano, sono note per essere asciutte, priva di laghi e precipitazioni regolari. Ma quando la sonda Huygens era atterrata su nel 2005, aveva osservato i canali scavati dal liquido fluente, forse il deflusso dalla pioggia. E nel 2009, i ricercatori del Caltech scoprirono che infuriavano tempeste di pioggia in questa regione apparentemente asciutta.
In secondo luogo, le aree a basse latitudini, vicino all'equatore di Titano, sono note per essere asciutte, priva di laghi e precipitazioni regolari. Ma quando la sonda Huygens era atterrata su nel 2005, aveva osservato i canali scavati dal liquido fluente, forse il deflusso dalla pioggia. E nel 2009, i ricercatori del Caltech scoprirono che infuriavano tempeste di pioggia in questa regione apparentemente asciutta.
Nuvole sull'emisfero sud di Titano, sonda Cassini, crediti NASA/ESA
Infine, scoprirono un terzo mistero quando hanno notarono che le nuvole osservate negli ultimi dieci anni, durante l'estate nell'emisfero sud di Titano, si raggruppavano intorno alle medie e alte latitudini.
Gli scienziati hanno proposto varie idee per spiegare queste caratteristiche, ma i loro modelli o non possono spiegare tutte le osservazioni, o per farlo richiedendo processi esotici, come vulcani che sputano metano criogenico e vapore per formare le nubi. I ricercatori del Caltech dicono che il loro modello, potrebbe spiegare tutte queste osservazioni, utilizzando principi relativamente semplici e fondamentali della circolazione atmosferica.
"Abbiamo una spiegazione unificata per molte delle caratteristiche osservate", dice Tapio Schneider, il Frank J. Gilloon Professore di Ingegneria e Scienze Ambientali. "Non richiede cryovulcani o cose esoteriche". Schneider, Sonja Graves, Emily Schaller, Mike Brown, Richard e Barbara Rosenberg hanno pubblicato i loro risultati nel numero del 5 gennaio della rivista Natura.
Schneider sostiene che le simulazioni del team sono state in grado di riprodurre la distribuzione delle nuvole osservate. Il nuovo modello produce anche la giusta distribuzione dei laghi.
Il metano tende a raccogliersi nei laghi attorno ai poli, perché la luce del Sole è debole. L'energia del Sole fa evaporare normalmente metano liquido sulla superficie, ma dato che c'è meno luce solare in genere ai poli, è più facile per il metano liquido non ad accumularsi in laghi.
Infine, scoprirono un terzo mistero quando hanno notarono che le nuvole osservate negli ultimi dieci anni, durante l'estate nell'emisfero sud di Titano, si raggruppavano intorno alle medie e alte latitudini.
Gli scienziati hanno proposto varie idee per spiegare queste caratteristiche, ma i loro modelli o non possono spiegare tutte le osservazioni, o per farlo richiedendo processi esotici, come vulcani che sputano metano criogenico e vapore per formare le nubi. I ricercatori del Caltech dicono che il loro modello, potrebbe spiegare tutte queste osservazioni, utilizzando principi relativamente semplici e fondamentali della circolazione atmosferica.
"Abbiamo una spiegazione unificata per molte delle caratteristiche osservate", dice Tapio Schneider, il Frank J. Gilloon Professore di Ingegneria e Scienze Ambientali. "Non richiede cryovulcani o cose esoteriche". Schneider, Sonja Graves, Emily Schaller, Mike Brown, Richard e Barbara Rosenberg hanno pubblicato i loro risultati nel numero del 5 gennaio della rivista Natura.
Schneider sostiene che le simulazioni del team sono state in grado di riprodurre la distribuzione delle nuvole osservate. Il nuovo modello produce anche la giusta distribuzione dei laghi.
Il metano tende a raccogliersi nei laghi attorno ai poli, perché la luce del Sole è debole. L'energia del Sole fa evaporare normalmente metano liquido sulla superficie, ma dato che c'è meno luce solare in genere ai poli, è più facile per il metano liquido non ad accumularsi in laghi.
Distribuzione delle nuvole di Titano, sonda Cassini, crediti NASA/ESA
Ma allora perché ci sono più laghi nell'emisfero settentrionale?
Schneider sottolinea che l'orbita leggermente allungata di Titano significa che è più lontano dal Sole quando è estate nell'emisfero settentrionale. Per la seconda legge di Keplero, un pianeta orbita più lentamente quanto è più lontano dal Sole, il che significa che Titano trascorre più tempo in fondo della sua orbita ellittica, quando è estate nel nord. Di conseguenza, l'estate del nord è più lunga rispetto a quella australe. E poiché l'estate è la stagione delle piogge nelle regioni polari di Titano, la stagione delle piogge a nord. Anche se le piogge estive nel sud sono più intense, innescate dai forti raggi solari, dal momento che Titano è più vicino al Sole durante l'estate del sud, non c'è più pioggia nel corso di un anno nel nord, riempiendo più laghi.
In generale, comunque, il metro di Titano è blando e le regioni vicine all'equatore sono particolarmente noiose dicono i ricercatori. Possono passare senza una goccia di pioggia, lasciando le latitudini più basse di Titano riarse. E' stata una sorpresa, poi, quando la sonda Huygens ha visto la prova del deflusso di pioggia nel terreno. La sorpresa è aumentata nel 2009 quando Schaller, Marrone, Schneider, e Henry Roe hanno scoperto le tempeste, presumibilmente senza pioggia.
Ma allora perché ci sono più laghi nell'emisfero settentrionale?
Schneider sottolinea che l'orbita leggermente allungata di Titano significa che è più lontano dal Sole quando è estate nell'emisfero settentrionale. Per la seconda legge di Keplero, un pianeta orbita più lentamente quanto è più lontano dal Sole, il che significa che Titano trascorre più tempo in fondo della sua orbita ellittica, quando è estate nel nord. Di conseguenza, l'estate del nord è più lunga rispetto a quella australe. E poiché l'estate è la stagione delle piogge nelle regioni polari di Titano, la stagione delle piogge a nord. Anche se le piogge estive nel sud sono più intense, innescate dai forti raggi solari, dal momento che Titano è più vicino al Sole durante l'estate del sud, non c'è più pioggia nel corso di un anno nel nord, riempiendo più laghi.
In generale, comunque, il metro di Titano è blando e le regioni vicine all'equatore sono particolarmente noiose dicono i ricercatori. Possono passare senza una goccia di pioggia, lasciando le latitudini più basse di Titano riarse. E' stata una sorpresa, poi, quando la sonda Huygens ha visto la prova del deflusso di pioggia nel terreno. La sorpresa è aumentata nel 2009 quando Schaller, Marrone, Schneider, e Henry Roe hanno scoperto le tempeste, presumibilmente senza pioggia.
Tempesta in corso sul polo sud di Titano, sonda Cassini, crediti NASA/ESA
Nessuno aveva capito come quei temporali potevano avvenire e i modelli precedenti non erano riusciti a spiegarle. Ma il nuovo modello è stato in grado di produrre precipitazioni intense durante gli equinozi di primavera e d'autunno di Titano, sufficientemente liquide per creare il tipo di canali che Huygens aveva trovato. Con il modello, i ricercatori possono ora spiegare le tempeste. "Piove molto raramente alle basse latitudini," dice Schneider. "Ma quando piove, diluvia".
Il nuovo modello si differenzia dai precedenti in quanto è tridimensionale e simula l'atmosfera di Titano per 135 anni Titan, equivalenti a 3.000 anni sulla Terra, in modo che raggiunga uno stato stazionario.
Il modello inoltre prevede che l'atmosfera crea un serbatoio di metano sulla superficie, simulando come il metano venga trasportato.
Il modello riproduce con successo ciò che gli scienziati hanno già visto su Titano, ma forse la cosa più eccitante, ci dice Schneider, è che è anche in grado di prevedere ciò che gli scienziati vedranno nei prossimi anni.
Per esempio, sulla base delle simulazioni, i ricercatori prevedono che il cambiamento delle stagioni farà sì che il livello del lago a nord a salirà nei prossimi 15 anni. Essi prevedono inoltre che le nubi si formeranno attorno al polo nord nei prossimi due anni. Fare previsioni verificabili è "una rara opportunità e bella nelle scienze planetarie", dice Schneider. "In pochi anni, sapremo se saranno giuste o sbagliate.
"Questo è solo l'inizio", aggiunge. "Ora abbiamo uno strumento per fare nuova scienza e c'è molto che possiamo fare e lo faremo".
La ricerca descritta nel giornale Nature, "Simulazione di accumulo polare di metano, delle pioggie e del ciclo del metano su Titano", è stato sostenuto dalla NASA.
Traduzione a cura di Arthur McPaul
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/01/120104134806.htm
Nessuno aveva capito come quei temporali potevano avvenire e i modelli precedenti non erano riusciti a spiegarle. Ma il nuovo modello è stato in grado di produrre precipitazioni intense durante gli equinozi di primavera e d'autunno di Titano, sufficientemente liquide per creare il tipo di canali che Huygens aveva trovato. Con il modello, i ricercatori possono ora spiegare le tempeste. "Piove molto raramente alle basse latitudini," dice Schneider. "Ma quando piove, diluvia".
Il nuovo modello si differenzia dai precedenti in quanto è tridimensionale e simula l'atmosfera di Titano per 135 anni Titan, equivalenti a 3.000 anni sulla Terra, in modo che raggiunga uno stato stazionario.
Il modello inoltre prevede che l'atmosfera crea un serbatoio di metano sulla superficie, simulando come il metano venga trasportato.
Il modello riproduce con successo ciò che gli scienziati hanno già visto su Titano, ma forse la cosa più eccitante, ci dice Schneider, è che è anche in grado di prevedere ciò che gli scienziati vedranno nei prossimi anni.
Per esempio, sulla base delle simulazioni, i ricercatori prevedono che il cambiamento delle stagioni farà sì che il livello del lago a nord a salirà nei prossimi 15 anni. Essi prevedono inoltre che le nubi si formeranno attorno al polo nord nei prossimi due anni. Fare previsioni verificabili è "una rara opportunità e bella nelle scienze planetarie", dice Schneider. "In pochi anni, sapremo se saranno giuste o sbagliate.
"Questo è solo l'inizio", aggiunge. "Ora abbiamo uno strumento per fare nuova scienza e c'è molto che possiamo fare e lo faremo".
La ricerca descritta nel giornale Nature, "Simulazione di accumulo polare di metano, delle pioggie e del ciclo del metano su Titano", è stato sostenuto dalla NASA.
Traduzione a cura di Arthur McPaul
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/01/120104134806.htm
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