Titano, un mondo di roccia e ghiaccio
[b]con i «mattoni» della vita
La superficie della luna di Saturno è collinare e ricca
di laghi di metano, che contiene molecole di carbonio[/b]

Il primo identikit della luna che aiuta a decifrare l’origine della Terra finalmente è completato, grazie anche agli scienziati italiani dell’Università La Sapienza di Roma. La luna in questione è Titano che ruota attorno a Saturno. Più grande della nostra Luna (il suo raggio è infatti di 2.575 chilometri) è anche la seconda come dimensioni del sistema solare dopo Ganimede che accompagna invece Giove. Ma la cosa più importante è che Titano si troverebbe, per certi aspetti, nelle condizioni simili a quelle della Terra nelle sue origini. Quindi è un ambiente che contiene gli elementi dai quali sulla Terra è scaturita la vita. Ecco perché la Nasa e l’Esa europea hanno spedito due sonde unite assieme battezzate Cassini e Huygens e quest’ultima è scena alla superficie di Titano trasmettendoci dati interessanti e anche qualche immagine. Cassini invece è rimasta in orbita saturniana e continua a scandagliare il pianeta inanellato e anche le sue lune, Titano compreso. E ciò grazie ad una radar costruito in Italia da Thales Alenia Space la cui antenna serve anche per trasmettere i dati a Terra. Ora gli scienziati dell’università di Roma La sapienza, Luciano Iess e Paolo Tortora, e dell’Università di Bologna, Paolo Tortora, assieme ai colleghi del Jet Propulsion Laboratory della Nasa, utilizzando un esperimento di radio scienza imbarcato a bordo della sonda Cassini e finanziato dall’agenzia spaziale italiana Asi, sono giunti ad un importante risultato pubblicato sulla rivista americana Science.

ROCCIA E GHIACCIO - «Studiando il comportamento della sonda e la sua velocità con variazioni di soli cinque millesimi di millimetro¬ - spiega Luciano Iess – siamo riusciti a ricostruire il campo di gravità della luna e determinare la sua natura su cui si discuteva da tempo». Così si è giunti a stabilire che la massa di Titano formata da roccia e ghiaccio è distribuita in modo omogeneo dal centro alla superficie. Nella sua storia, inoltre, non ha mai raggiunto una temperatura elevata la quale è rimasta intorno a 1.200 gradi Kelvin, poco più di 800 gradi centigradi. «E questo vuol dire – nota Iess - che si è formata in tempi lunghi, circa un milione di anni o poco più, mentre i pianeti e le altre lune hanno preso forma più rapidamente». Il panorama di Titano è collinare perché vi sono elevazioni in genere di 2-300 metri e le vette più alte raggiungono al massimo gli 800 metri. Niente catene montuose, dunque, perché se vi fosse ad esempio grandi iceberg, data la natura del suolo soffice e plastico finirebbero per sprofondare.

OCEANO LIQUIDO - Ma c’è un mistero. «Forse sotto la crosta c’è un oceano liquido – racconta Iess – come ad esempio sulla luna gioviana Europa. Ora cercheremo di scoprirlo». Intanto in superficie sono distribuiti laghi di metano e la superficie è spazzata da piogge metanifere: l’ambiente dunque è infernale però il metano contiene molecole di carbonio, un elemento necessario alla vita. Ma da dove viene il metano? «Questo è un altro enigma – aggiunge Iess - perché dovrebbe scomparire nell’arco di un milione di anni se non fosse continuamente alimentato. Dunque l’ipotesi è che vi siano delle sorgenti di metano». Il prossimo obiettivo della ricerca? «Effettuare misure per scoprire l’eventuale presenza delle maree». Si aspettano altre scoperte.

Giovanni Caprara
Fonte: http://www.corriere.it/scienze_e_tecnol ... aabe.shtml

A far individuare la massa liquida sono stati i dati sulla rotazione e sul campo gravitazionale del satellite. Proprio la rotazione, in particolare la misura della lunghezza del giorno, è stata la prima, chiara spia della presenza dello strato liquido. "La struttura interna di Titano - spiega Enrico Flamini dell'Asi - è stata ricavata attraverso calcoli complessi ed estremamente precisi, che hanno permesso di calcolare variazioni minime". Variazioni che hanno fatto intuire che cosa racchiude in profondità la luna.
Esaminando i dati di diversi anni, i ricercatori hanno osservato che alcune delle caratteristiche geologiche presenti sulla superficie della luna si erano spostate rispetto a un punto di riferimento preciso, facendo postulare che la velocità di rotazione della luna si fosse temporaneamente modificata. E si è scoperto che
a causare il rallentamento della rotazione osservato è un oceano liquido che fa da cuscinetto fra la crosta ghiacciata e il nucleo di Titano
fonte tutto scienze 2008

ciao 2di7 volevo chiederti se la notizia riguardante i mattoni della vita e'una notizia divulgata recentemente dalla nasa,xche'sono convinto che tale informazione era gia' in comunicati de periodo fine2008 inizio 2009

Ne hanno riparlato di recente, si ma non è detto che tu abbia torto: a volte le notizie vengono riproposte ad ulteriori conferme... appena posso verifico meglio!

L'anomala struttura interna di Titano svelata da Cassini
Per mappare il campo gravitazionale del satellite si sono dovuti misurare cambiamenti della velocità della sonda con una precisione di 5 millesimi di millimetro al secondo

Una collaborazione di ricercatori italiani e americani ha raggiunto un nuovo traguardo nello studio del sistema solare esterno, dimostrando come Titano si sia evoluto in maniera differente da pianeti rocciosi come la Terra, e da satelliti ghiacciati come Ganimede, l'interno dei quali è costituito da strati ben distinti.

La scoperta - effettuata da un team diretto da Luciano Iess del Dipartimento di ingegneria aerospaziale e astronautica dell'Università di Roma "Sapienza", e del quale fanno parte anche Paolo Racioppa, sempre della "Sapienza" e Paolo Tortora dell'Università di Bologna - è stata realizzata grazie alla misurazione delle deboli spinte della gravità sulla sonda Cassini durante quattro passaggi ravvicinati di Titano.

Per quanto fosse già nota la composizione in ghiaccio e roccia di Titano, è stato necessario determinare i dettagli del campo di gravità per conoscere come questi materiali fossero distribuiti al suo interno. Titano - che appare in gran parte come una miscela indifferenziata di acqua e rocce - probabilmente non si è mai riscaldato oltre una temperatura di 1000 gradi. La temperatura all'interno del satellite è sempre stata quindi troppo bassa per rendere possibile la separazione di ghiaccio e roccia.

Soltanto i 500 chilometri più esterni sono privi di roccia, mentre nei rimanenti 2100 chilometri ghiaccio e roccia sono mescolati in diverse percentuali a seconda della profondità. Ciò indica che Titano, secondo satellite per grandezza dopo Ganimede, si sia aggregato piuttosto lentamente, forse in un milione di anni o più, in un processo iniziato poco dopo la formazione del sistema solare.

Come è illustrato in un articolo pubblicato su Science (http://www.sciencemag.org/cgi/content/a ... /5971/1367), la mappa della gravità di Titano ha richiesto misure molto precise: sebbene Cassini si trovi a 1,4 miliardi di cilometri, i cambiamenti di velocità della sonda sono stati determinati con una precisione di 5 millesimi di millimetro al secondo. Durante i quattro passaggi ravvicinati tra il 2006 e il 2008 la gravità di Titano ha spinto o frenato Cassini lungo la sua orbita, e queste piccole accelerazioni, misurate dalle antenne di terra del Deep Space Network della NASA, hanno evidenziato alcune irregolarità.

Con le misure rilevate dalla sonda Cassini si è disegnata la mappa della gravità di Titano, utile a capire come mai la topografia del satellite sia così poco pronunciata. Il ghiaccio di Titano deve avere infatti una temperatura tale che gli permette di modificarsi plasticamente in risposta al peso di catene montuose, che letteralmente sprofondano nel ghiaccio sottostante.

I risultati ottenuti finora non indicano chiaramente se Titano abbia un oceano sotto la superficie ghiacciata, ma questa rimane un'ipotesi assai plausibile. Per poterlo determinare in maniera chiara, i ricercatori stanno lavorando alla misura delle maree indotte da Saturno, un obiettivo che potrà essere raggiunto nel corso della missione, che terminerà 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 metano liquido possa giungere dall'interno nell'atmosfera. Infatti i fiumi, i laghi e le vallate di Titano sono state create da metano liquido che piove dalle nubi presenti nell'atmosfera: ma la sua presenza richiede una sorgente. Il metano potrebbe essere immagazzinato a grande profondità ed essere trasportato in superficie dalla convezione nel ghiaccio, se questo è sufficientemente fluido e sottile.

Fonte: http://lescienze.espresso.repubblica.it ... ni/1342465

Vita su Titano? Cosa sta consumando l’Idrogeno e l’Acetilene ?

Due nuove ricerche basate sui dati della sonda Cassini indagano in profondità sull’attività chimica sulla superficie della luna di Saturno,Titano. E mentre nessuna chimica non-biologica offre una sola possibile spiegazione per le cose osservate, alcuni scienziati pensano che queste impronte chimiche sono un possibile argomento a favore dell’esistenza di forme di vita primitive ed esotiche, che vivrebbero quindi in abbondanza sulla superficie di Titano. Secondo una delle teorie spiegate dai astrobiologi, le impronte soddisfano due importanti condizioni necessarie per l’esistenza di una forma di vita “basata sul metano”.

Una delle scoperte chiave arriva da una ricerca pubblicata online sul giornale Icarus, che mostra molecole di idrogeno che fluiscono verso il basso attraverso l’atmosfera di Titano e spariscono sulla superficie. Un altra ricerca online adesso è quella del Journal of Geophysical Reserach, e mappa gli idrocarburi sulla superficie di Titano scoprendo grandi mancanze di acetilene.


una mappa sulle varie concentrazioni di metano su Titano

Questa mancanza di acetilene è importante perché è proprio questo composto chimico che sarebbe il nutrimento ideale per qualche eventuale forma di vita basata sul metano, su Titano, ha spiegato Chris McKay, un astrobiologo del Centro di Ricerca Ames, della NASA, in California. McKay ha proposto un set di condizioni necessarie perché questo tipo di vita basata sul metano possa esistere su Titano, nel 2005. Una delle possibili interpretazioni riguardo alla sparizione dell’acetilene è che gli idrocarburi vengono consumato come cibo. Ma McKay spiega che il flusso di idrogeno è ancor più critico perché tutti i meccanismi biologici proposti a riguardo, si basano sul’uso di idrogeno.


immagine dei strati nell'atmosfera di Titano, osservati da Cassini

“Abbiamo suggerito la consumazione dell’idrogeno perché è il gas ovvio da consumare su Titano, simile al modo in cui noi consumiamo l’ossigeno qui sulla Terra,” spiega McKay. “Se questi segni davvero sono i segni della presenza della vita, sarebbe doppiamente eccitante perché rappresenterebbe una vera e propria seconda genesi, indipendente in tutti i modi dalla Terra e dalla sua vita basata sull’acqua. ” Infatti il problema con il trovare vita su Mare per esempio, è che dato l’altissimo interscambio di materiale tra i pianeti rocciosi interni, ci sarebbe sempre il sospetto che si tratti di forme di vita arrivate li dalla Terra o viceversa, e non ci sarebbe una prova schiacciante di una versa seconda genesi della Vita. Invece in questo caso, non ci sarebbero dubbi, anche per via,appunto, della struttura totalmente diversa su cui si baserebbe,rispetto alla nostra.


immagine del modello attuale per la descrizione dei processi che governano l'atmosfera di Titano

Fino ad ora, le forme di vita basate sul metano sono sempre state soltanto ipotizzate. Gli scienziati non hanno ancora trovato alcuna forma di vita simile da nessuna parte, anche se ci sono sulla Terra, microbi basati sull’acqua che vivono in ambienti ricchissimi di metano, o lo producono come sottoprodotto. Su Titano,dove le temperature sono intorno ai -183°C (90°K) un organismo basato sul metano dovrebbe usare una sostanza che è liquida, come medium per sopportare tutti i vari processi vitali, ma che sia ovviamente diversa dall’acqua. L’acqua sulla superficie di Titano è un solido ghiacciato, ed è di gran lunga troppo fredda per poter sopportare qualsiasi forma di vita per come la conosciamo noi.

La lista di liquidi candidati a questo scopo è molto corta: metano liquido e molecole collegate come l’etano. Mentre l’acqua liquida viene considerata ancora ampiamente necessaria per la presenza della vita, ci sono state grandi speculazioni pubblicate nella letteratura scientifica, riguardo alla possibilità del suo sviluppo anche nella totale assenza dell’acqua liquida.


laghi di metano liquido osservati sulla superficie di Titano

Le nuove scoperte riguardo all’idrogeno sono consistenti con le condizioni che potrebbero permettere alcune esotiche forme di vita, basata sul metano. Tuttavia non sono ancora delle prove schiaccianti della sua esistenza, ha spiegato Darrell Strobel, uno scienziato interdisciplinare della missione Cassini, e dell’Università Johns Hopkins in Baltimora, che ha scritto la ricerca legata all’idrogeno.


immagine che mostra la differenza sulla superficie tra regioni molto lisce e non. Credit: NASA/JPL

Strobel, che studia l’atmosfera superiore di Saturno e Titano, ha analizzato i dati dallo spettrometro a infrarossi e dello spettrometro a massa neutra e ioni, presenti sulla sonda Cassini. La sua descrive le densità di idrogeno in diverse parti dell’atmosfera e sulla superficie. Modelli precedenti hanno predetto che le molecole dell’idrogeno,sottoprodotto dell’interazione dei raggi UV del Sole che smantellano le molecole del metano e acetilene presenti nell’alta atmosfera, dovevano essere abbastanza equamente distribuite su tutta la luna,tra i vari strati atmosferici.

Invece,Strobel ha scoperto una disparità nelle densità dell’idrogeno che ha portato alla scoperta di un flusso di idrogeno,verso la superficie, a quasi 10.000 trilioni di trilioni di molecole di idrogeno al secondo. Questa è circa la stessa quantità di molecole che si disperdono dall’atmosfera superiore nello spazio.

“E come se si avesse un tubo e si cercasse di spruzzare idrogeno sulla superficie, ma vediamo che sparisce prima.”ha spiegato Strobel. ” Non mi aspettavo questo risultato, perché l’idrogeno molecolare è estremamente inerte chimicamente nell’atmosfera, estremamente leggero e galleggiante e quindi, appunto,dovrebbe galleggiare in cima all’atmosfera per poi sfuggire nello spazio.”


nuvole osservate nell'atmosfera di Titano

Strobel ha dichiarato che non è probabile pensare che l’idrogeno viene incamerato sotto la superficie di Titano in qualche modo. La superficie della luna è inoltre cosi fredda che ci sarebbe bisogno di un forte processo chimico che facesse da catalizzatore per poter convertire le molecole di idrogeno in acetilene e poi di nuovo in metano, anche se non ci sarebbe alcuna liberazione di energia. La barriera di energia potrebbe essere sopraffatta se ci fosse qualche minerale sconosciuto che agisce da catalizzatore.

La mappa dei idrocarburi, condotta da Roger Clark, un dei membri del team di Cassini, e scienziato del Geological Survey a Denver, ha esaminato i dati dallo spettrometro in luce visuale e a infrarossi. Gli scienziati si aspettavano che le interazioni del Sole con i componenti chimici dell’atmosfera producessero acetilene che cadendo sulla superficie coprisse tutto Titano. Ma la sonda Cassini, incredibilmente non ha scoperto alcuna presenza di acetilene sulla sua superficie.

Inoltre lo spettrometro di Cassini ha rilevato un assenza di ghiaccio d’acqua sulla superficie di Titano, ma tanto benzene ed un altro materiale, che pare essere un composto organico che gli scienziati non sono stati ancora in grado di identificare. Le scoperte hanno portato a pensare che i composti organici scoperti stanno coprendo il ghiaccio d’acqua che compone lo strato roccioso di Titano, con un sottile film di idrocarburi spesso pochi millimetri,anche se forse più profondo in altre parti. Il ghiaccio rimane coperto anche quando il metano liquido e l’etano fluiscono sopra tutta la superficie di Titano riempiendo laghi e mari proprio come da noi fa l’acqua.



“La chimica atmosferica di Titano sta sfornando composti organici che letteralmente piovono dal cielo sulla superficie, cosi veloce che anche quando il metano e l’etano liquido “lavano” la superficie di ghiaccio pulendola dai composti organici, questa viene ricoperta subito dalla pioggia.” ha spiegato Clark. “Questo dimostra quindi che Titano è un posto incredibilmente dinamico dove una vasta chimica organica sta avendo luogo proprio adesso.”



L’assenza di acetilene rilevabile sulla superficie di Titano potrebbe anche avere anch’essa una spiegazione non biologica, ha spiegato Mark Allen, del Istituto per L’astrobiologia della NASA e a capo di un programma che riguarda Titano. Allen lavora al Jet Propulsion Laboratory a Pasadena, California, e ha spiegato come una delle probabili cause sia la luce del sole o raggi cosmici che stanno trasformando l’acetilene sotto forma di aerosol ghiacciati, in molecole più complesse che potrebbero poi cadere sulla superficie facendo sparire cosi l’impronta chimica dell’acetilene.


alcune dinamiche trasformazioni sulla superficie di Titano, qui si vedono dei laghi scomparsi nel tempo

“Il conservatorismo dei scienziati suggerisce che una spiegazione biologica dovrebbe almeno essere tenuta tra le opzioni più probabili, dopo tutte che tutte le spiegazioni non biologiche vengono indagate meglio.” ha spiegato Allen. “Abbiamo tantissimo lavoro da fare per escludere tutte le possibilità non biologiche. E’ più probabile che un processo chimico senza biologia dietro, come per esempio la presenza di un minerale che fa da catalizzatore, possa spiegare questi risultati.”

“Questi nuovi risultati sono davvero sorprendenti ed eccitanti” ha dichiarato Linda Spilker, scienziata del JPL. ” Cassini ha ancora tanti sorvoli da fare sopra Titano che potrebbero aiutarci con moltissimi dubbi riguardo a quello che succede sulla sua superficie.”

La missione Cassini-Huygens è un progetto cooperativo tra la NASA, la ESA e l’Agenzia Spaziale Italiana.

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2010-190

Fonte: http://link2universe.wordpress.com/2010 ... #more-1123

Atmosfera Simile A Quella di Titano Bombardata in UV Crea Macromolecole Precursori Della Vita


Immagine ottenuta dalla sonda Cassini in orbita intorno a Saturno, il 15 ottobre 2007. Si vedono gli anelli A ed F di saturno, con la piccola luna Epimeteo sopra, e grande sullo sfondo Titano.

Un team di scienziati dell’Università di Arizona annuncia di essere riusciti ad ottenere le prime prove sperimentali che un atmosfera ricca in azoto può produrre grandi quantità di macromolecole organiche. La scoperta indica che tipo di molecole organiche potremmo trovare su Titano, la luna di Saturno, che gli scienziati guardano come un modello per la chimica prebiotica della Terra.

La Terra è Titano sono gli unici due posti che hanno atmosfere spesse composte prevalentemente di azoto(c’è anche il caso di Tritone, ma la sua atmosfera è molto rarefatta), spiega Hiroshi Imanaka, che ha condotto la ricerca da membro del dipartimento per la chimica e la biochimica, alla UA(University of Arizona).

Come le molecole organiche complesse si siano azotate in posti come le atmosfera della Terra e di Titano è un grande mistero, ha detto Imanaka.

“Titano è cosi interessante perché la sua atmosfera dominata dall’azoto, e la sua chimica organica ci da tanti indizi riguardo all’origine della vita sulla Terra”, ha spiegato sempre Imanaka, adesso ricercatore assistente al Lunar e Planetary Laboratory della UA. “L’azoto è essenziale per la vita.”

Ad ogni modo, non qualsiasi tipo di azoto va bene. Il gas di azoto deve essere convertito in una forma più chimicamente attiva di azoto che può avere reazioni che formano la base del sistema biologico.

Imanaka e Mark Smith hanno convertito una mistura di gas metano e azoto simile a quella che forma l’atmosfera di Titano, in una collezione di molecole organiche complesse contenenti azoto, soltanto irradiandola(l’atmosfera) con raggi UV ad alta energia. Tutto l’esperimento era progettato in modo da simulare l’attività della radiazione solare sull’atmosfera di Titano.

Buona parte dell’azoto si è trasformato direttamente in composti solidi, piuttosto che gassosi, ha dichiarato Smith, professore alla UA, e a capo del dipartimento per la chimica e biochimica. Precedenti modelli avevano predetto che l’azoto sarebbe passato da gassoso a solido molto lentamente tramite più passaggi.

Il colore arancione di Titano è dato da un fitta nube di molecole organiche che copre il pianeta. Le particelle in questa nube eventualmente si sedimenteranno sulla superficie e forse saranno esposte a condizioni in grado di creare vita, ha dichiarato Imanaka, che è anche un principal investigator al SETI Institute di Mountain View California.


immagine della zona superiore dell'atmosfera di Titano

Tuttavia, gli scienziati non sanno ancora se questa nube di cui si parla su Titano,contiene anche azoto. Se alcune di queste particelle sono le stesse molecole azotate organiche create dal team della UA in laboratorio, allora le condizioni che portano alla vita diventano ancor più probabili, ha spiegato Smith.

Le osservazioni in laboratorio,come questo, indicano come costruire e pensare le prossime missioni spaziali dirette verso Titano, e che tipi di strumenti portare.
La ricerca di Imanaka e Smith, “Formazione di aerosol azotati organici nell’atmosfera superiore di Titano” verrà pubblicata questo mese nel “Proceedings of the National Academy of Sciences”. La NASA ha dichiarato che investirà nuovi fondi in questa ricerca.

I ricercatori della UA cercavano di simulare le condizioni nell’atmosfera superiore di Titano, perché i risultati della missione Cassini indicano la presenza di radiazione UV estrema che colpisce l’atmosfera creando cosi complesse molecole organiche.

Cosi, Imanaka e Smith hanno usato il “Advanced Light Source” al sincrotrone presente al Lawrence Berkeley National Laboratory, in California, per sparare raggi ultravioletti ad alta energia in un cilindro d’acciaio contenente gas composto di azoto e metano, tenuto ad una pressione molto bassa.

I ricercatori hanno poi usato uno spettrometro di massa per analizzare i composti chimici risultati dalla radiazione.

Anche se sembra semplice, preparare l’equipaggiamento per l’esperimento è davvero complicato. La luce UV stessa deve passare per una serie di camere di vuoto, sulla strada verso la camera a gas.

Molti ricercatori vogliono usare il Advanced Light Source, quindi la competizione per il tempo sullo strumento è davvero spietata. Imanaka e Smith hanno avuto soltanto due periodi in un anno, ognuno da 8 ore al giorno per solo 5-10 giorni.


parte dell'Advanced Light Source

In ogni occasione, Imanaka e Smith hanno dovuto impacchettare tutto l’equipaggiamento sperimentale in un camion, portarlo a Berkeley, sistemare tutto quanto per bene, e lanciarsi in un intensa serie di esperimenti. Avvolte hanno lavorato per più di 48 ore di fila per ottenere il massimo dal Advanced Light Source.
Ci sono voluti anni per completare tutti gli esperimenti necessari.

Imanaka ha raccontato come era un esperienza davvero snervante. “Se si infila male anche solo una vite, manda all’aria tutto il nostro tempo con lo strumento”.

All’inizio, hanno analizzato solo i gas dal cilindro. Ma non hanno rilevato alcun composto organico che contenesse azoto.

Imanaka e Smith pensavano che c’era qualcosa che non andava con l’esperimento, quindi hanno cercato di ricalibrare tutti gli strumenti, ma ancora niente azoto.
“Era davvero un grande mistero” ha dichairato Imanaka. “Dov’era sparito tutto l’azoto?”.
Finalmente, i due ricercatori hanno rilavato la fine pattina che si era depositata sulle pareti del cilindro, l’hanno analizzata con quello che Imanaka ha chiamato “il metodo più sofisticato per la spettroscopia di massa.”
Cosi hanno trovato alla fine l’azoto.

Imanaka e Smith sospettano che questi tipi di composti si formano nell’alta atmosfera di Titano per poi eventualmente cadere sulla sua superficie. Una volta sulla superficie, contribuiscono ad un ambiente che è favorevole al avvento della vita.

http://www.lpi.usra.edu/meetings/abscicon2010/pdf/5186.pdf

Fonte: http://link2universe.wordpress.com/2010 ... ella-vita/