Tra il 2004 e il 2017, la missione Cassini-Huygens della NASA ha generato enormi quantità di dati esplorando il sistema di Saturno, e in particolare il suo satellite più grande, Titano. Questi dati sono ancora in fase di analisi, e stanno permettendo scoperte sempre più interessanti sulle caratteristiche di questa luna.

Ora un team di ricerca guidato dalla Cornell University, con la partecipazione dell’Università di Bologna, del JPL e di altre istituzioni e il sostegno di NASA e ASI, ha pubblicato un nuovo studio basato sui dati raccolti dalla sonda Cassini durante esperimenti radar bistatici sui mari polari di Titano.

Finora, le osservazioni radar di Casini avevano fornito solo informazioni limitate sui mari della luna, composti da idrocarburi liquidi e concentrati nei pressi del polo nord. L’analisi di questi dati, ora, ha fornito nuove informazioni sulla composizione e l’attività di questi mari. In particolar modo, ha permesso di analizzare e stimare separatamente la composizione e la ruvidità delle superfici marine di Titano, qualcosa che le precedenti analisi dei dati radar monostatici non erano state in grado di ottenere.

Cos’è un esperimento radar bistatico?

Un esperimento radar bistatico prevede di puntare un raggio radio dal veicolo spaziale in orbita in direzione del bersaglio, in questo caso i mari di Titano. Qui viene riflesso verso l’antenna ricevente sulla Terra.

Questa riflessione superficiale è polarizzata, ovvero fornisce informazioni raccolte da due prospettive indipendenti. Al contrario di quella fornita dai dati radar monostatici, in cui il segnale riflesso ritorna al veicolo spaziale. Ecco perché è detto “bistatico”. Le informazioni bistatiche sono un set di dati più completo, e sono sensibili sia alla composizione della superficie riflettente che alla sua rugosità.

Lo studio ha utilizzato quattro osservazioni radar bistatiche, raccolte da Cassini durante quattro sorvoli nel 2014, il 17 maggio, il 18 giugno, il 24 ottobre e nel 2016, il 14 novembre. Per ciascuna, sono state osservate riflessioni superficiali mentre la sonda raggiungeva il suo massimo avvicinamento a Titano, e poi di nuovo mentre si allontanava. Il team ha analizzato i dati delle osservazioni di uscita dei tre grandi mari polari di Titano: Kraken Mare, Ligeia Mare e Punga Mare.

La composizione dei mari titanici

L’analisi dei dati ottenuti nel corso di questi esperimenti ha rilevato differenze nella composizione degli strati superficiali dei mari di idrocarburi. Queste variazioni sono state osservate a seconda della latitudine e della posizione, ad esempio vicino a fiumi ed estuari.

In particolare, la porzione più a sud del Kraken Mare mostra una costante dielettrica (una misura della capacità di un materiale di riflettere un segnale radi) più elevata. Per un confronto, l’acqua sulla Terra è molto riflettente, con una costante dielettrica di circa 80, mentre i mari di etano e metano di Titano misurano circa 1.7.

I ricercatori hanno anche determinato che tutti e tre i mari erano per lo più calmi al momento dei sorvoli, con onde di superficie non più grandi di 3.3 millimetri. Un livello di ruvidità leggermente più alto, fino a 5.2 mm di altezza, è stato rilevato vicino alle aree costiere, agli estuari e agli stretti, una possibile indicazione della presenza di correnti di marea.

Fiumi di metano puro

Inoltre, i fiumi che alimentano i mari sembrano essere di metano puro finché non sfociano nei mari liquidi aperti, che sono più ricchi di etano. Come sulla Terra, quando i fiumi di acqua dolce sfociano e si mescolano con l’acqua salata degli oceani.

“Ciò si adatta perfettamente ai modelli meteorologici per Titano” ha spiegato Philip Nicholson, professore della Cornell University e co-autore dell’articolo. “Essi prevedono che la “pioggia” che cade dai suoi cieli sia probabilmente composta quasi esclusivamente da metano, ma con tracce di etano e altri idrocarburi”.

Valerio Poggiali, ricercatore della Cornell e autore principale della ricerca, ha affermato che sono già in corso altri lavori sui dati generati da Cassini durante i suoi 13 anni di analisi di Titano. In questa miniera di dati, che aspetta ancora di essere analizzata in modi diversi, sicuramente saranno possibili ulteriori conferme e scoperte riguardo le caratteristiche liquide di questa luna.

In attesa dell’arrivo della missione NASA Dragonfly, che sorvolando da vicino la superficie titanica, potrà fornirci un quadro più completo di questo mondo così simile al nostro, e al tempo stesso così diverso.

Lo studio, pubblicato su Nature Communications, è reperibile qui.

Questo il sito ufficiale della missione NASA Dragonfly.