Il James Webb ha osservato le nuvole di Titano, la più grande luna di Saturno, raccogliendo preziose informazioni per lo studio della sua atmosfera.

Titano è l’unica luna del sistema solare con un’atmosfera densa ed è anche l’unico corpo planetario, a parte la nostra Terra, che possiede attualmente fiumi, laghi e mari. A nostra differenza tuttavia, il liquido sulla superficie di Titano è composto da idrocarburi, tra cui metano ed etano, invece dell’acqua. La sua atmosfera è permeata da una fitta foschia che oscura la luce visibile che si riflette sulla superficie.

Con l’arrivo della visione a infrarossi del James Webb gli scienziati sono riusciti a studiare l’atmosfera di Titano, compresi i suoi affascinanti modelli meteorologici e la composizione gassosa, e anche a vedere attraverso la foschia per studiare le caratteristiche dell’albedo (aree con forti contrasti di luminosità) sulla superficie.

La misteriosa atmosfera di Titano

Immagini della luna di Saturno, Titano, catturate dallo strumento NIRCam del James Webb Space Telescope il 4 novembre 2022. Credits: NASA, ESA, CSA, Webb Titan GTO Team, Alyssa Pagan (STScI)

L’atmosfera di Titano è incredibilmente interessante, non solo per le sue nubi e tempeste di metano, ma anche per quello che può dirci sul passato e sul futuro della luna, incluso sapere se abbia sempre avuto un’atmosfera.

Confrontando diverse immagini catturate dalla Near-Infrared Camera (NIRCam) di Webb, gli scienziati hanno confermato che un punto luminoso visibile nell’emisfero settentrionale di Titano era in realtà una grande nuvola. E non molto tempo dopo hanno visto una seconda nuvola.

La rilevazione le nuvole è importantissima perché convalida le previsioni di lunga data dei modelli computerizzati sul clima di Titano, secondo cui le nuvole si sarebbero formate prontamente nell’emisfero nord-settentrionale durante la sua tarda estate, quando la superficie è riscaldata dal sole. Gli scienziati sanno che è importante scoprire se le nuvole si muovono o cambiavano forma, perché forniscono informazioni sul flusso d’aria nell’atmosfera di Titano.

Non appena gli scienziati hanno preso visioni delle immagini scattate il 4 novembre, hanno subito contattato l’Osservatorio Keck alle Hawaii per avere delle osservazioni aggiuntive (o di follow-up). 

Gli scienziati temevano che le nuvole sarebbero scomparse quando è stato osservato Titano due giorni dopo con Keck, ma per fortuna c’erano nuvole nelle stesse posizioni e sembrava che avessero cambiato forma.

Nuovi dati per una comprensione dei modelli atmosferici

Evoluzione delle nuvole su Titano nell’arco di 30 ore tra il 4 e il 6 novembre 2022, vista da Webb NIRCam (a sinistra) e Keck NIRC-2 (a destra). Credits: NASA, ESA, CSA, Webb Titan GTO Team, Alyssa Pagan (STScI)

Dopo aver ottenuto i dati di Keck, gli osservatori si sono rivolti a esperti di modellazione atmosferica per l’interpretazione dei dati. Non si può essere sicuri che le nuvole del 4 e 6 novembre siano le stesse nuvole, ma sono state comunque una conferma dei modelli meteorologici stagionali.

Il team ha anche raccolto spettri con il Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) di Webb, che ci sta dando accesso a molte lunghezze d’onda che sono bloccate ai telescopi terrestri come Keck dall’atmosfera terrestre. Questi dati, che sono ancora in analisi, permetteranno di sondare davvero la composizione dell’atmosfera inferiore e della superficie di Titano in modi che nemmeno la sonda Cassini potrebbe fare, e di saperne di più su cosa sta causando la caratteristica luminosa vista sopra il polo sud.

Sono attesi ulteriori dati su Titano da NIRCam e NIRSpec, nonché i primi dati dal Mid-Infrared Instrument (MIRI) di Webb che arriveranno a maggio o giugno 2023. I dati MIRI riveleranno una parte ancora maggiore dello spettro di Titano, comprese alcune lunghezze d’onda che non abbiamo mai visto prima.

Queste nuove osservazioni daranno informazioni sui gas complessi nell’atmosfera di Titano, oltre a indizi cruciali per comprendere perché Titano è l’unica luna del Sistema Solare con un’atmosfera densa.

Non ci resta che attendere.

Riferimenti: NASA

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