Titano, alla deriva da Saturno

La gigantesca luna Titano si sta allontanando da Saturno cento volte più veloce di quanto precedentemente inteso, circa 11 centimetri all’anno

Proprio come la nostra Luna si allontana dalla Terra ogni anno, altre lune stanno facendo lo stesso con i loro pianeti ospiti. Mentre una luna orbita, la sua gravità attira il pianeta, causando un rigonfiamento temporaneo nel pianeta mentre orbita. Nel tempo, l’energia creata dal rigonfiamento e dalla diminuzione si trasferisce dal pianeta alla luna, spingendola sempre più lontano. La nostra Luna si allontana di circa 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 recentemente hanno fatto una scoperta sorprendente. Usando i dati della navicella spaziale Cassini della NASA , hanno trovato Titano “alla deriva” cento volte più veloce di quanto precedentemente inteso, circa 11 centimetri all’anno.

I risultati rispondono ad una domanda secolare. 

Mentre gli scienziati sanno che Saturno si è formato 4,6 miliardi di anni fa nei primi giorni del sistema solare, c’è più incertezza su quando si formarono gli anelli del pianeta e il suo sistema di oltre 80 lune. Titano è attualmente a 1,2 milioni di chilometri da Saturno. La velocità con la quale si allontana suggerisce che la luna inizialmente era molto più vicina al “signore degli anelli”, il che significherebbe che l’intero sistema si espandeva più rapidamente di quanto si credesse in precedenza.

“Questo risultato porta un nuovo importante pezzo del puzzle per la questione molto dibattuta dell’era del sistema di Saturno e di come si sono formate le sue lune“, ha detto Valery Lainey, autore principale dello studio pubblicato l’8 giugno in Nature Astronomy.

Il movimento delle lune

I risultati dello studio 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. Quelle formule e le teorie classiche su cui sono basate sono state applicate a lune grandi e piccole in tutto il sistema solare. Si presumeva che in sistemi come quelli di Saturno, con dozzine di lune, i satelliti esterni come Titano migrassero verso l’esterno più lentamente delle lune più vicine perché erano più lontane dalla gravità del loro pianeta.

Quattro anni fa, l’astrofisico teorico Jim Fuller, ora di Caltech, ha pubblicato una ricerca che ha capovolto 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 in 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 luna planetaria, esopianeti e persino a sistemi binari di stelle, dove le stelle si orbitano a vicenda “, ha dichiarato Fuller, coautore del nuovo documento.

Come si è giunti a questo risultato?

Per raggiungere i loro risultati, gli autori hanno mappato le stelle sullo sfondo delle immagini di Cassini e hanno seguito la posizione di Titano. Per confermare le loro scoperte, le hanno confrontate con un set di dati indipendente: i dati di scienza radio raccolti da Cassini. Durante dieci voli ravvicinati tra il 2006 e il 2016, la navicella 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 molto simili, e anche in accordo con la teoria di Jim Fuller, che prevedeva una migrazione molto più rapida di Titano“, ha detto 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.

Riferimenti:

• https://www.nasa.gov/feature/jpl/saturns-moon-titan-drifting-away-faster-than-previously-thought