Titano “copia” la Terra: la nuova mappa ne svela i segreti
La nuova e completa mappa di Titano ottenuta con i dati della missione Cassini ha permesso di svelarne la topografia e gli scienziati hanno scoperto che la luna di Saturno è molto più simile alla Terra di quanto ritenuto
SCOPERTE – La luna di Saturno è più simile alla Terra di quanto gli scienziati avevano ipotizzato. La nuova mappa topografica di Titano sviluppata grazie ai dati raccolti dalla missione Cassini della NASA, che si è conclusa il 15 settembre 2017 con il suo Gran Finale, ha permesso di scoprire nuove montagne, non più alte di 700 metri, ma soprattutto che il satellite è popolato da depressioni profonde, forse antichi mari ormai prosciugati o flussi criovulcanici, cioè vulcani ghiacciati che eruttano non bollente lava, ma acqua, ammoniaca o composti del metano. A stupire gli astronomi dell’università di Cornell sono stati poi i suoi mari e laghi: proprio come sulla Terra esiste infatti un livello del mare e i laghi sembrano comunicare tra loro con canali nel sottosuolo.
L’analisi dei dati di Titano ha portato alla stesura di due articoli pubblicati sulla rivista Geophysical Review Letters. Il primo articolo, che vede il ricercatore Paul Corlies come autore principale, è quello che ha permesso la creazione della mappa topografica. La sonda Cassini ha permesso di osservare ad alta risoluzione il 9 percento della superficie di Titano e con una risoluzione inferiore un altro 30 percento del satellite. Per ricostruire tutta la sua topografia i ricercatori hanno utilizzato un algoritmo di interpolazione e un processo di minimizzazione globale dove gli errori, come ad esempio quelli relativi alla sonda spaziale.
Il risultato, arrivato dopo quasi un anno di lavoro, ha portato alla mappa che è stata condivisa da Corlies e colleghi con la comunità scientifica. Dopo appena 30 minuti che la raccolta completa dei dati di Titano era online, Corlies ha ricevuto richieste da molti scienziati su come utilizzarla. La mappa rappresenta infatti un fondamentale punto di partenza per lo sviluppo di modelli che possano spiegare il clima del satellite, studiarne la forma e la gravità e testare i principali modelli sulla sua struttura interna, oltre che a svelare le formazioni geomorfologiche.
Ad esempio, gli scienziati hanno scoperto che nella regione equatoriale di Titano esistono depressioni che potrebbero essere antichi mari prosciugati o criovulcani. Inoltre la luna di Saturno è leggermente più schiacciata ai poli di quanto ipotizzato in precedenza, una forma che fa pensare che lo spessore della crosta del satellite sia più vario di quanto ritenuto ad oggi.
Ad accompagnare Corlies nello studio di Titano ci sono stati Alex Hayes, professore associato di astronomia, e i ricercatori Samuel Birch e Valerio Poggiali. Al team si sono poi aggiunti Marco Mastrogiuseppe e Roger Michaelides per la realizzazione del secondo articolo pubblicato sulla rivista Geophysical Review Letters, in cui sono stati presentati tre importanti risultati ottenuti proprio dal primo utilizzo della mappa topografica.
Il primo riguarda la forma, o meglio l’altezza, degli oceani di Titano. Proprio come gli oceani terrestri, anche per le distese liquide del satellite di Saturno esiste una superficie equipotenziale comune, dunque un livello del mare. Questo suggerisce l’esistenza di un flusso che congiunge i suoi mari attraverso il sottosuolo, come ha spiegato Hayes:
“Abbiamo misurato l’altezza di una superficie liquida in un corpo celeste che si trova a 10 unità astronomiche dal Sole con un’accuratezza di circa 40 centimetri. L’incredibile precisione che ci hanno fornito i dati ha permesso di osservare che tra i due mari di Titano esiste un dislivello che non supera gli 11 metri, rispetto al centro di massa del satellite, che è coerente con le variazioni attese dal potenziale gravitazionale. Abbiamo misurato il geoide di Titano, cioè la forma della superficie disegnata da gravità e rotazione, la stessa che domani gli oceani terrestri”.
La mappa ha inoltre permesso di verificare la teoria che Hayes formulò nel suo primo articolo da dottorando, cioè che i laghi presenti su Titano comunicano tra loro attraverso il sottosuolo. Confrontando le altezze dei laghi prosciugati con quelli pieni, i ricercatori hanno scoperto che i laghi si formano anche a centinaia di metri al di sotto del livello dei mari del satellite e che i fondali dei laghi ormai vuoti si trovano ad altezze superiori di quelli dei laghi colmi nelle loro vicinanze, come ha spiegato il ricercatore:
“Il motivo per cui non vediamo laghi vuoti che siano al di sotto di quelli pieni è perché, se si trovassero al di sotto del livello del mare, sarebbero automaticamente riempiti. La differenza nelle altezze ci fa pensare che esista un flusso nel sottosuolo e che i laghi comunichino tra loro. Inoltre suggerisce che c’è idrocarburo liquido nel sottosuolo del satellite”.
Come ogni scoperta astronomica che si rispetti, i risultati ottenuti dallo studio non hanno fornito solo risposte, ma anche nuove domande. Spunta così un nuovo mistero da indagare, quello della forma dei laghi che hanno depressioni a spigoli vivi. Le alte creste che li circondano infatti sono alte in alcuni punti anche centinaia di metri, ha spiegato Hayes:
“E’ come se qualcuno avesse preso una forma per biscotti e avesse ritagliato degli alti buchi nella superficie di Titano”.
La loro forma spigolosa e affilata ricorda quella dei laghi carsici sulla Terra, dove le conche scavate nella roccia calcarea erosa si riempiono, come accade nelle Everglades in Florida. Il materiale sottostante dunque si dissolve e collassa, formando un buco proprio nel fondale. Anche su Titano, come sulla Terra, questi laghi sono topograficamente chiusi, senza canali immissari né emissari, ma presentano dei bordi affilati e rialzati che sul nostro pianeta non sono mai stati osservati.
Dietro questo fenomeno, spiegano i ricercatori, potrebbe esserci un processo definito come “ritiro uniforme della scarpata”, dove i confini del lago si espandono costantemente nel tempo. Ad esempio, il più grande lago individuato a sud del satellite, appare come una serie di laghi più piccoli e vuoti che si sono poi fusi o conglomerati fino a formare la grande struttura. Ma come si muovono questi bordi e quali sono i meccanismi che portano alla loro distruzione e creazione? Proprio rispondendo a domande come questa, sottolineano i ricercatori, faremo un primo passo chiave nella comprensione dell’evoluzione dei bacini polari su Titano.
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