La Rapida Migrazione di Titano

14 Giu 2020 La Rapida Migrazione di Titano

Utilizzando dati della sonda Cassini, gli scienziati hanno scoperto che la luna di Saturno Titano si sta allontanando sempre più dal suo pianeta, un centinaio di volte più velocemente del previsto.

Lo studio, pubblicato su Nature Astronomy, suggerisce che Titano si sia formato molto più vicino a Saturno e che abbia raggiunto la sua posizione attuale nel corso dei suoi oltre 4 miliardi e mezzo di anni di età. Per gli standard terrestri, Titano è un luogo davvero strano: più grande di Mercurio, è avvolto da una densa atmosfera e la sua superficie è percorsa da fiumi e laghi composti di idrocarburi liquidi come metano ed etano. Al di sotto della spessa crosta ghiacciata, potrebbe persino essere presente un oceano di acqua liquida, potenzialmente adatto a ospitare la vita. “Gran parte degli studi precedenti hanno ipotizzato che le lune come Titano si siano formate ad una distanza orbitale simile a quella che osserviamo oggi”, afferma Jim Fuller del Caltech, tra gli autori dello studio. “Le nostre scoperte implicano che il sistema di lune di Saturno, e forse i suoi anelli, si siano formati e siano evoluti in maniera molto più dinamica rispetto a quanto si pensava”. Per comprendere le dinamiche della migrazione orbitale, possiamo riferirci al sistema Terra-Luna: mano che orbita attorno al nostro pianeta, la Luna esercita un piccola influenza gravitazionale sulla Terra, un meccanismo che è alla base del fenomeno delle maree.

L’attrazione della Luna fa sì che le masse d’acqua terrestre si protendano verso il nostro satellite, generando un rigonfiamento. Il campo gravitazionale della Terra viene distorto, fornendo alla Luna una spinta che tende ad allontanarla dal nostro pianeta, ad un tasso di circa 3,8 centimetri all’anno. I processi mareali allargano l’orbita lunare, sottraendo energia rotazionale al nostro pianeta. Titano esercita su Saturno un’influenza gravitazionale analoga, ma i processi in atto nel gigante gassoso dovrebbero essere più deboli rispetto a quelli terrestri, data la composizione gassosa del pianeta. Secondo le teorie precedenti, data la distanza attuale di 1,2 milioni di chilometri da Saturno, Titano dovrebbe allontanarsi a un tasso di appena 0,1 centimetri per anno. Ma i nuovi dati suggeriscono una stima ben diversa.

Due diversi team di astronomi hanno utilizzato tecniche differenti, basate sui dati della sonda Cassini, per misurare l’orbita di Titano lungo un periodo di dieci anni. Una tecnica, l’astrometria, permette di misurare precisamente la posizione di Titano rispetto allo sfondo stellare nelle riprese di Cassini, mentre l’altra tecnica misura gli effetti dell’influsso gravitazionale di Titano sulla sonda spaziale. I risultati dei due metodi si sono rivelati in perfetto accordo, suggerendo che Titano si allontani dal suo pianeta ad un tasso di 11 centimentri per anno, almeno cento volte più rapidamente del previsto. Una teoria, chiamata “resonance locking” e ideata quattro anni fa da Fuller, potrebbe spiegare questo risultato sorprendente. In base a questa ipotesi, le lune esterne si allontanano dal pianeta ad una velocità simile a quella delle lune interne, a causa di risonanze tra oscillazioni del pianeta e moto orbitale dei satelliti. Questo processo di forzatura delle maree può far migrare le lune più rapidamente. “Le nuove misurazioni suggeriscono che questo tipo di interazioni lune-pianeta potrebbe essere più incisivo del previsto e potrebbe essere applicato a molti sistemi, ad esempio alle esolune in orbita attorno ad altri mondi o persino a sistemi stellari binari”, conclude Fuller.

Nell’immagine Saturno e Titano ripresi da Cassini nel 2012
Image credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

https://www.caltech.edu/about/news/titan-migrating-away-saturn-100-times-faster-previously-predicted

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