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Cassini: i crateri da impatto svelano i dettagli degli agenti atmosferici di Titano

05 novembre 2020
Una nuova ricerca sui nove crateri della luna più grande di Saturno ha fornito maggiori dettagli su come gli agenti atmosferici influenzino l'evoluzione della superficie e cosa si trova al di sotto.

Gli scienziati hanno utilizzato i dati della missione Cassini della NASA per approfondire la conoscenza dei crateri da impatto sulla superficie di Titano e rivelando numerosi dettagli su come si evolvono i crateri e su come le condizioni meteorologiche cambiano sulla superficie della gigantesca luna di Saturno.

Come la Terra, Titano ha un'atmosfera spessa che funge da scudo protettivo dai meteoroidi; nel frattempo, l'erosione e altri processi geologici cancellano completamente i crateri prodotti dai meteoroidi che riescono a raggiungere la superficie. Il risultato è la presenza di molti meno impatti e crateri rispetto ad altre lune. Ma, sebbene siano pochi, gli impatti sollevano ciò che si trova al di sotto e lo espongono, e in questo modo i crateri da impatto di Titano hanno svelato molte cose.
Il nuovo esame ha mostrato che possono essere suddivisi in due categorie: quelle nei campi di dune intorno all'equatore di Titano e quelle nelle vaste pianure a latitudini medie (tra la zona equatoriale e i poli). La loro posizione e la loro composizione sono strettamente collegate: i crateri tra le dune all'equatore sono costituiti completamente da materiale organico, mentre i crateri nelle pianure di latitudine media sono un mix di materiali organici, acqua ghiacciata e una piccola quantità di ghiaccio simile al metano.
Da questo gli scienziati hanno fatto un ulteriore passo avanti e hanno scoperto che i crateri si evolvono effettivamente in modo differente a seconda di dove si trovano su Titano.

Alcuni dei nuovi risultati rafforzano ciò che gli scienziati già sapevano su questi crateri: la miscela di materiale organico e acqua ghiacciata viene creata dal calore dell'impatto e quelle superfici vengono poi lavate dalla pioggia di metano. Ma mentre i ricercatori hanno osservato che il processo di pulizia avviene nelle pianure di media latitudine, questo non accade nella regione equatoriale: in quelle aree di impatto vengono rapidamente coperti da un sottile strato di sedimenti di sabbia.
Ciò significa che l'atmosfera e il tempo su Titano non stanno solo plasmando la superficie di Titano, stanno anche guidando un processo fisico che influenza i materiali che rimangono esposti in superficie.

"La parte più entusiasmante dei nostri risultati è che abbiamo trovato prove della superficie dinamica di Titano nascosta nei crateri, il che ci ha permesso di dedurre una delle storie più complete dello scenario di evoluzione della superficie di Titano fino ad oggi", ha detto Anezina Solomonidou, ricercatrice dell'ESA (Agenzia spaziale europea) e l'autore principale del nuovo studio. "La nostra analisi offre ulteriori prove che Titano resta un mondo dinamico anche ai giorni nostri."

Svelare i segreti di Titano

Il nuovo lavoro, pubblicato di recente su Astronomy & Astrophysics, ha utilizzato i dati di strumenti a luce visibile e infrarossa a bordo della sonda Cassini, che ha operato tra il 2004 e il 2017 e ha condotto più di 120 sorvoli di questa luna delle dimensioni di Mercurio.

"Le posizioni e le latitudini sembrano svelare molti dei segreti di Titano, mostrandoci che la superficie è attivamente collegata ai processi atmosferici e forse a quelli interni", ha detto Solomonidou.

Gli scienziati sono ansiosi di saperne di più sul potenziale di Titano per l' astrobiologia, che è lo studio delle origini e dell'evoluzione della vita nell'universo. Titano è un mondo oceanico che nasconde un mare di acqua e ammoniaca sotto la sua crosta. E mentre gli scienziati stanno cercando i percorsi attraverso i quali il materiale organico può viaggiare dalla superficie all'oceano sottostante, i crateri da impatto offrono una finestra unica per guardare nel sottosuolo.
La nuova ricerca ha anche scoperto che un sito di impatto, chiamato Selk Crater, è completamente ricoperto di sostanze organiche e non è stato toccato dal processo di pioggia che ripulisce la superficie di altri crateri. Selk è infatti un obiettivo della missione Dragonfly della NASA, prevista per il lancio nel 2027; il rotorcraft-lander indagherà per risolvere questioni fondamentali dell'astrobiologia mentre cercherà una chimica biologicamente importante simile alla Terra primordiale prima che la vita prendesse forma.

La NASA ha avuto il suo primo incontro ravvicinato con Titano circa 40 anni fa, il 12 novembre 1980, quando il veicolo spaziale Voyager 1 dell'agenzia lo sorvolò a una distanza di appena 4.000 chilometri. Le immagini della Voyager mostrarono un'atmosfera densa e opaca e i dati rivelarono che il liquido presente sulla superficie poteva essere una forma di metano ed etano liquidi e che su Titano potevano essere possibili reazioni chimiche prebiotiche.

Gestito dal Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California, Cassini è stato un orbiter che ha osservato Saturno per più di 13 anni prima di esaurire le scorte di carburante. La sonda si è tuffata nell'atmosfera del pianeta nel settembre 2017 a causa dell'esaurimento del combustibile e per proteggere da possibile contaminazione le lune che hanno il potenziale di mantenere condizioni adatte alla vita.

fonti: NASA Jet Propulsion Laboratory,

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