Una finestra sull'Universo
Un’occhiata all’interno di Titano

Un gruppo di ricercatori italo-statunitensi, coordinato da Luciano Iess del Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale e Astronautica dell'Università La Sapienza di Roma, ha raggiunto un nuovo traguardo nello studio del Sistema Solare esterno. Grazie ai dati ottenuti dalla sonda Cassini, ha infatti dimostrato come Titano, che con i suoi 5.150 km di diametro è il più grande dei satelliti di Saturno, si sia evoluto in maniera differente da pianeti rocciosi come la Terra e molto diversamente anche da corpi ghiacciati come Ganimede, il maggiore dei satelliti di Giove simile per dimensioni a Titano. Misurando le deboli perturbazioni gravitazionali subite Cassini nel corso di 4 passaggi ravvicinati a Titano, è stato possibile stabilire che la temperatura all’interno del satellite non è mai stata sufficientemente alta per rendere possibile la separazione di ghiaccio e rocce.



Questa immagine artistica mostra la probabile struttura interna di Titano dedotta dalle misure del campo gravitazione del più grande satellite di Saturno effettuate dalla sonda Cassini. Al di sotto di uno strato superficiale di ghiaccio spesso circa 500 km (color grigio chiaro nello spaccato), la struttura di questa luna dovrebbe essere costituita da un miscuglio di ghiacci e rocce (grigio scuro). E’ molto probabile che al di sotto della superficie ghiacciata sia presente un oceano di idrocarburi liquidi (azzurro).



Sebbene fosse già noto che questo satellite gigante è composto da un miscuglio di ghiaccio e rocce, è stato necessario determinare i dettagli del campo gravitazionale del satellite per conoscere come questi materiali fossero distribuiti al suo interno. Titano probabilmente non si è mai riscaldato oltre una temperatura di 1.000 gradi, assai bassa se confrontata, ad esempio, con quella di Ganimede. Soltanto i 500 km più esterni sono privi di roccia, mentre nei rimanenti 2.100 km ghiaccio e rocce sono mescolati in diverse percentuali a seconda della profondità. Questo risultato indica come Titano, secondo satellite naturale per grandezza dopo Ganimede, appena dopo la formazione del Sistema Solare si sia aggregato piuttosto lentamente. Probabilmente in 1 milione di anni, se non ancora di più. La mappa della gravità di Titano ha richiesto misure molto precise: sebbene la Cassini si trovi a circa 1,4 miliardi di km dalla Terra, i cambiamenti di velocità della sonda sono stati determinati con una precisione di 5 millesimi di millimetro al secondo. Durante i quattro passaggi ravvicinati effettuati dalla sonda tra il 2006 e il 2008 la gravità di Titano ha accelerato o frenato Cassini lungo la sua orbita attorno a Saturno, e queste piccole variazioni di velocità, misurate dalle antenne di terra del Deep Space Network (DSN) della NASA, hanno evidenziato delle irregolarità.

Il ghiaccio di Titano deve avere una temperatura tale che gli permette di modificarsi plasticamente in risposta al peso di catene montuose, che letteralmente sprofondano nel ghiaccio sottostante. I risultati finora ottenuti non indicano in maniera inequivocabile se Titano abbia un oceano sotto la sua superficie ghiacciata, ma questa rimane un’ipotesi assai plausibile. Per poterlo determinare in maniera chiara, il team sta lavorando alla misura delle maree indotte da Saturno sul satellite, un obiettivo che potrà essere raggiunto nel corso della missione, che dovrebbe terminare nel 2017 con un tuffo nell’atmosfera di Saturno.
I passaggi ravvicinati dei prossimi anni potranno svelare lo spessore della crosta ghiacciata e aiutare a capire se e come il metano liquido possa giungere dall’interno verso la superficie e quindi nell’atmosfera. I fiumi, i laghi e le vallate di Titano sono stati creati da metano liquido che piove dalle nubi presenti nell’atmosfera: ma la sua esistenza richiede una sorgente, in quanto questo idrocarburo una volta in atmosfera in tempi relativamente brevi viene dissociato dalla radiazione ultravioletta solare. Il metano potrebbe essere immagazzinato a grande profondità ed essere trasportato in superficie dai moti convettivi del ghiaccio, se questo è sufficientemente fluido. La comprensione del ciclo del metano su Titano è tanto importante quanto quello dell’acqua per la Terra.

Cassini-Huygens, la più complessa e costosa missione planetaria mai effettuata, è il frutto di una collaborazione tra la NASA, l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e Agenzia Spaziale Italiana (ASI). La strumentazione di radio scienza, con cui sono state effettuate le misure che hanno permesso di ottenere i risultati descritti, è stata finanziata dall’ASI e dal Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA.
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