Bello ma tossico, il vortice al polo sud di Titano

Pubblicato Giovedì, 02 Ottobre 2014 06:51

Scritto da Elisabetta Bonora

Credit: NASA/JPL-Caltech/ASI/University of Arizona/SSI/Leiden Observatory and SRON

Bello a vedersi ma estremamente tossico e anche molto freddo, così viene descritto negli ultimi risultati, il vortice apparso al polo sud di Titano a maggio 2012.

La coreografica nube roteante sarebbe in realtà composta da particelle ghiacciate di acido cianidrico (HCN), un composto molto reattivo ed estremamente tossico.

"La scoperta suggerisce che l'atmosfera del sud di Titano si raffredda molto più velocemente di quanto ci aspettassimo", ha detto Remco de Kok del Leiden Observatory and SRON Netherlands Institute for Space Research, autore dello studio pubblicatoi ieri sulla rivista Nature.

HCN ice in Titan’s high-altitude southern polar cloud [abstract]

Titan’s middle atmosphere is currently experiencing a rapid change of season after northern spring arrived in 2009 . A large cloud was observed for the first time above Titan’s southern pole in May 2012, at an altitude of 300 kilometres. A temperature maximum was previously observed there, and condensation was not expected for any of Titan’s atmospheric gases. Here we report that this cloud is composed of micrometre-sized particles of frozen hydrogen cyanide (HCN ice). The presence of HCN particles at this altitude, together with temperature determinations from mid-infrared observations, indicate a dramatic cooling of Titan’s atmosphere inside the winter polar vortex in early 2012. Such cooling is in contrast to previously measured high-altitude warming in the polar vortex, and temperatures are a hundred degrees colder than predicted by circulation models. These results show that post-equinox cooling at the winter pole of Titan is much more efficient than previously thought.

Titano è l'unica luna del nostro Sistema Solare avvolta da una densa atmosfera.
Come il nostro pianeta il suo clima è governato dall'alternarsi delle stagioni ma, dato che impiega circa 29 anni a compiere il suo percorso intorno al Sole, insieme a Saturno, ogni stagione dura circa circa sette anni terrestri.

L'ultimo passaggio è avvenuto nel 2009, quando la primavera è subentrata all'inverno nell'emisfero settentrionale e l'estate si è trasformata in autunno nell'emisfero meridionale.

Credit: ESA/AOES

A maggio 2012, le immagini della sonda Cassini rilevarono la presenza di una nube vorticosa sul polo sud della luna, forse legata proprio ai cambiamenti stagionali. A prima vista, sembrava una concentrazione di foschia ad alta quota, con un tipo di convezione cellulare simile a quello che avviene sopra gli oceani della Terra.
Cassini aveva visto qualcosa di simile nel 2004, appena giunta intorno a Saturno ma al polo nord di Titano, quando nell'emisfero settentrionale era ancora inverno.

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"Courtesy NASA/JPL-California Institute of Tecnology." processing 2di7 & titanio44

Il vortice, che completa una rotazione in circa 9 ore, si è formato ad una quota insolita, ben 300 chilometri sopra la superficie di Titano, dove invece l'aria dovrebbe essere troppo calda per favorire la formazione di sistemi nuvolosi così massicci. A tale altitudine non era mai stato rilevato niente di simile.

Kok, desideroso di scoprire le origini del fenomeno, ha trovato un indizio importante nello spettro della luce riflessa dall'atmosfera di Titano.

Le immagini nel visibile e nell'infrarosso dello spettrometro VIMS a bordo della Cassini, restituiscono una mappa dei composti chimici presenti nell'atmosfera e sulla superficie della luna.

Studi precedenti avevano intuito che il vortice era decisamente diverso dal resto di Titano, senza giungere, tuttavia, ad una conclusione certa.
Escludendo che fosse formato da semplici elementi come metano ed etano, gli scienziati avevano soprannominato il mix di ghiaccio sconosciuto, "species X" e supposto che fosse una miscela di composti organici.

Ora, però, Kok ha trovato la firma inequivocabile delle molecole congelate di acido cianidrico, generalmente già presente in forma volatile e in piccole quantità nell'atmosfera della luna ma una sorpresa sotto forma di ghiaccio. Le sue particelle congelano a temperature molto basse, -148 gradi Celsius, ossia 100 gradi Celsius in meno rispetto agli attuali modelli teorici per l'alta atmosfera di Titano. Ma lo spettrometro CIRS della Cassini, che misura la temperatura atmosferica a diverse altitudini, ha confermato che l'emisfero meridionale ha subito un rapido raffreddamento, rendendo possibile la formazione di questa gigantesca nube tossica.

La circolazione atmosferica ha attirato grandi masse di gas verso sud con il cambio di stagioni del 2009.
Così, l'acido cianidrico si è concentrato, contribuendo a raffreddare l'aria circostante, aiutato dalla scarsa illuminazione solare durante la stagione invernale.

Le sue molecole sono ben visibili a lunghezze d'onda infrarosse (in un post precedente, da una semplice osservazione delle immagini rilasciate, avevo sottolineato "il vortice si manifesta soprattutto in infrarosso" ndr).

Titan N00205382-83-86-88 (infrared and methane)
"Courtesy NASA/JPL-California Institute of Tecnology." processing 2di7 & titanio44

L'immagine in apertura mostra a sinistra una mappa spettrale di Titano ottenuta con il Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) il 29 novembre 2012, a destra, un dettaglio del vortice in colori naturali ripreso dalla Wide Angle Camera della Cassini il 25 luglio 2012 da una distanza approssimativa di 103.000 chilometri.

Note sull'autore

Author: Elisabetta BonoraEmail: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. E' necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Sono appassionata di astronomia, spazio, fisica e di tutte le scienze in genere. Aspirante reporter scientifica, ho creato questo blog ad agosto 2012, in occasione dello sbarco del rover della NASA Curiosity su Marte, per condividere in modo semplice e puntuale le notizie più interessanti, pensieri e considerazioni. Per lavoro mi occupo di web e video analytics presso ShinyStat (SV – Italia) e per hobby, da diversi anni, mi dedico ad elaborare le fotografie rilasciate dalle Agenzie Spaziali Internazionali, scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!