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Cassini: la luna Titano si allontana da Saturno più velocemente di quanto si pensasse

09 giugno 2020
Una nuova analisi dei dati raccolti dalla sonda Cassini da parte di scienziati NASA e colleghi dell'ASI (Agenzia Spaziale Italiana) ha mostrato come Titano, la grande luna di Saturno, si stia allontanando dal pianeta molto più rapidamente del previsto. Questo risultato porta un nuovo importante pezzo del puzzle sul dibattito legato all'età del sistema di Saturno e su come si siano formati i suoi anelli e le sue lune.

Proprio come la nostra Luna fluttua un po' più lontano dalla Terra ogni anno, altre lune del Sistema Solare stanno facendo la stessa cosa con i loro pianeti ospitanti. Mentre una luna orbita, anche la sua gravità attira il pianeta, causando una piccola marea temporanea sul pianeta mentre passa. Nel tempo, l'energia creata dalla marea si trasferisce dal pianeta alla luna, spingendola sempre più lontano. La nostra Luna si allontana di 3,8 centimetri dalla Terra ogni anno.
Gli scienziati pensavano di conoscere la velocità con cui la gigantesca luna di Titano si sta allontanando da Saturno, ma di recente hanno fatto una scoperta sorprendente: usando i dati della navicella spaziale Cassini della NASA , hanno visto che Titano va alla deriva cento volte più velocemente di quanto si credesse, ovvero di 11 centimetri all'anno.
Questi risultati possono aiutare ad affrontare una vecchia questione. Mentre gli scienziati sanno che Saturno si è formato 4,6 miliardi di anni fa nei primi momenti del Sistema Solare, c'è più incertezza su quando si siano formati gli anelli del pianeta e il suo sistema di oltre 80 lune. Titano si trova attualmente a 1,2 milioni di chilometri da Saturno e il tasso rivisto della sua deriva suggerisce che la luna si sia formata molto più vicina al pianeta, il che significherebbe che l'intero sistema si sia espanso più rapidamente di quanto si credesse in precedenza.
"Questo risultato porta un nuovo importante pezzo del puzzle sulla questione molto dibattuta dell'età del sistema di Saturno e di come si sono formate le sue lune", ha detto Valery Lainey, autore principale della ricerca pubblicata l'8 giugno in Nature Astronomy che ha condotto lo studio presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, nel sud della California, prima di unirsi all'Osservatorio di Parigi dell'Università PSL.

Dare un senso alla migrazione della luna

I risultati sul tasso di deriva di Titano forniscono anche un'importante conferma di una nuova teoria che spiega e predice come i pianeti influenzano le orbite delle loro lune.
Negli ultimi 50 anni, gli scienziati hanno applicato le stesse formule per stimare la velocità con cui una luna si allontana dal suo pianeta, un tasso che può anche essere usato per determinare l'età della luna stessa. Quelle formule e le teorie classiche su cui sono basate sono state applicate a lune grandi e piccole in tutto il Sistema Solare. Le teorie presumevano che in sistemi come quello di Saturno, con decine di lune, le lune esterne come Titano emigrassero verso l'esterno più lentamente delle lune più vicine perché erano più lontane dalla gravità del loro pianeta ospitante.
Quattro anni fa, l'astrofisico teorico Jim Fuller ha pubblicato una ricerca che ha ribaltato queste teorie. La teoria di Fuller prevede che le lune esterne possano migrare verso l'esterno con una velocità simile alle lune interne perché sono bloccate su un diverso tipo di modello di orbita che si collega al particolare dondolio di un pianeta e le inclina verso l'esterno.
"Le nuove misurazioni implicano che questo tipo di interazioni pianeta-luna possono essere più importanti delle aspettative precedenti e che possono applicarsi a molti sistemi, come altri sistemi di lune planetarie, esopianeti - quelli al di fuori del nostro Sistema Solare - e persino a sistemi binari di stelle, dove le stelle orbitano una attorno all'altra", ha dichiarato Fuller, coautore del nuovo documento.
Per raggiungere i loro risultati, gli autori hanno mappato le stelle sullo sfondo delle immagini raccolte da Cassini e hanno seguito la posizione di Titano. Per confermare le loro scoperte, le hanno confrontate con un set di dati indipendente: i dati radio raccolti da Cassini. Durante dieci sorvoli ravvicinati tra il 2006 e il 2016, la sonda ha inviato onde radio sulla Terra. Gli scienziati hanno studiato come la frequenza del segnale è stata modificata dalle loro interazioni con l'ambiente circostante per stimare l'evoluzione dell'orbita di Titano.
"Usando due set di dati completamente diversi abbiamo ottenuto risultati in pieno accordo, e anche in accordo con la teoria di Jim Fuller, che prevedeva una migrazione molto più rapida di Titano", ha affermato il coautore Paolo Tortora, dell'Università italiana di Bologna. Tortora fa parte del team Cassini Radio Science e ha lavorato alla ricerca con il supporto dell'Agenzia Spaziale Italiana.

La sonda Cassini è rimasta in orbita in osservazione di Saturno per più di 13 anni prima di esaurire la sua fornitura di carburante. La missione si è conclusa con l'immersione nell'atmosfera del pianeta nel settembre del 2017, in parte per proteggere da un rischio di contaminazione la luna Encelado, che Cassini ha scoperto potrebbe contenere condizioni adatte alla vita.

fonti: NASA Jet Propulsion Laboratory, ASI

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