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livello elementare.
ARGOMENTO: ASTRONOMIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: LUNE DI SATURNO
parole chiave: Titano, Webb
Una delle lune di Saturno più interessanti per le future esplorazioni spaziali è Titano, l’unico satellite naturale del sistema solare con un’atmosfera densa che oscura la luce visibile che si riflette sulla superficie. La misteriosa luna è anche l’unico corpo planetario diverso dalla Terra che attualmente presenta fiumi, laghi e mari ghiacciati. A differenza della Terra, tuttavia, il liquido sulla superficie di Titano è però composto da idrocarburi (principalmente metano ed etano) e non sono ancora state trovate tracce di acqua.
Immagini affiancate della luna di Saturno, Titano, catturate dalla fotocamera nel vicino infrarosso di Webb il 4 novembre 2022. L’immagine a sinistra “atmosfera inferiore e nuvole” è in varie tonalità di rosso. Si notano le due uvole A e B , Un’altra area a forma di mezzaluna è visibile nella parte meridionale lungo il fondo definita “Atmospheric Haze”. L’immagine a destra “atmosfera e superficie” presenta una colorazione diversa. Le nuvole A e B sono punti luminosi nelle stesse posizioni dell’immagine a sinistra. La nuvola A è piuttosto piccola e sottile mentre la B è più luminosa e appare più grande che nell’immagine a sinistra. Sono indicate anche quattro caratteristiche della superficie: una macchia scura vicino ad A etichettata “Kraken Mare”, un’altra macchia scura nel quadrante centrale in basso a destra etichettata “Belet” e la patch luminosa appena all’interno del bordo etichettata “Adiri”. Image credit: NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI). Science: Webb Titan GTO Team.
Vediamo cosa sappiamo su questo affascinante corpo celeste
Titano, il più grande satellite naturale del pianeta Saturno, è considerato uno dei corpi rocciosi più massicci dell’intero sistema solare e supera in dimensioni (ma non per massa) il pianeta Mercurio, risultando secondo solo a Ganimede. Fu scoperto nel XVII secolo dall’astronomo olandese Christiaan Huygen.
Quello che lo caratterizza è il fatto di essere l’unico satellite del sistema solare in possesso di una densa atmosfera che non permise di poter osservare la sua superficie fino all’arrivo della missione spaziale Cassini-Huygens nel 2004. La sonda atterrò rivelando un corpo celeste composto principalmente di ghiaccio d’acqua e materiale roccioso. L’esplorazione della Cassini-Huygens scoprì laghi di idrocarburi liquidi nelle regioni polari del satellite e la presenza di alcune montagne e di possibili criovulcani, con pochi crateri da impatto. Di grande interesse la sua atmosfera composta al 95% da azoto e componenti minori come il metano e l’etano, che si addensano formando delle nuvole.
Ed ecco le prime immagini dal James Webb Space Telescope
La mattina di sabato 5 novembre 2022, un team internazionale di scienziati della NASA ha raccolto le prime immagini inviate dal telescopio spaziale Webb sulla più grande luna di Saturno. Il corpo celeste è stato esaminato con la visione a infrarossi per studiarne l’atmosfera, compresi i suoi affascinanti modelli meteorologici e la composizione gassosa. Questa analisi consente di attraversarne la foschia per studiare le caratteristiche dell’albedo sulla sua superficie.
Evoluzione delle nuvole su Titano nell’arco di 30 ore tra il 4 e il 6 novembre 2022, vista da Webb NIRCam (a sinistra) e Keck NIRC-2 (a destra). L’emisfero finale di Titano sta ruotando da sinistra (alba) a destra (sera) visto dalla Terra e dal Sole. La nuvola A sembra ruotare mentre la nuvola B sembra dissiparsi o muoversi dietro Titano. Credito immagine: NASA, ESA, CSA, WM Keck Observatory, A. Pagan (STScI). Scienza: Webb Titan GTO Team.
Confrontando diverse immagini catturate dalla Near-Infrared Camera (NIRCam) di Webb, è stato confermato che un punto luminoso visibile nell’emisfero settentrionale di Titano era in realtà una grande nuvola. Non molto tempo dopo, ne è stata scoperta una seconda, convalidando le previsioni di lunga data dei modelli computerizzati sul clima del satellite che confermerebbero che le nuvole si formerebbero nell’emisfero nord-settentrionale durante la sua tarda estate, quando la superficie è riscaldata dal sole. Il fatto che le nuvole si muovono, cambiando anche forma, ci dice che esiste un flusso gassoso nell’atmosfera di Titano e che le nuvole identificate nelle immagini del 4 e 6 novembre raccolte dal Webb Space Telescope sono una conferma dei modelli meteorologici stagionali precedentemente ipotizzati. I dati raccolti permetteranno di sondare la composizione degli strati inferiori dell’atmosfera fino alla superficie di Titano in un modo che nemmeno la sonda Cassini poté fare, e di scoprire cosa sta causando la caratteristica macchia luminosa vista sopra il polo sud.
Ligeia, uno dei grandi specchi di idrocarburi nella regione del polo nord di Titano.|NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell
Ulteriori dati su Titano raccolti da NIRCam e NIRSpec, nonché i primi dati dal Mid-Infrared Instrument (MIRI) di Webb saranno disponibili a maggio/giugno 2023. I dati MIRI riveleranno una parte ancora maggiore dello spettro di Titano, comprese alcune lunghezze d’onda che non sono state mai viste prima. Questo ci fornirà informazioni sui gas complessi nell’atmosfera di Titano, nonché indizi cruciali per decifrare perché Titano è l’unica luna del Sistema Solare con un’atmosfera densa.
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