TITANO (SATELLITE): CARATTERISTICHE, COMPOSIZIONE, ORBITA, MOVIMENTO - ARTE - 2024

Titano è uno dei satelliti del pianeta Saturno e il più grande di tutti. La sua superficie è ghiacciata, è più grande di Mercurio e ha l'atmosfera più densa di tutti i satelliti del sistema solare.

Dalla Terra, Titano è visibile con l'aiuto di binocoli o telescopi. Fu Christian Huygens (1629-1695), un astronomo olandese, che nel 1655 avvistò per la prima volta il satellite con un telescopio. Huygens non lo chiamò Titano, ma semplicemente Luna Saturni, che in latino significa "luna di Saturno".

Figura 1. Titano in orbita attorno a Saturno. Immagine della are Cassini. Fonte: NASA.

Il nome Titano, derivato dalla mitologia greca, fu proposto da John Herschel (1792-1871), figlio di William Herschel, a metà del XIX secolo. I Titani erano i fratelli di Cronos, padre del tempo per i Greci, equivalente al Saturno dei Romani.

Sia le missioni spaziali effettuate durante l'ultima metà del XX secolo che le osservazioni del telescopio spaziale Hubble hanno notevolmente aumentato la conoscenza di questo satellite, che è di per sé un mondo affascinante.

Per cominciare, su Titano ci sono fenomeni meteorologici simili a quelli sulla Terra, come i venti, l'evaporazione e la pioggia. Ma con una differenza fondamentale: su Titano, il metano gioca un ruolo importante in loro, poiché questa sostanza fa parte dell'atmosfera e della superficie.

Inoltre, poiché il suo asse di rotazione è inclinato, Titano gode delle stagioni, sebbene la durata sia diversa da quelle della Terra.

Per questo e anche perché ha una sua atmosfera e le sue grandi dimensioni, Titano è talvolta descritto come un pianeta in miniatura e gli scienziati si sono concentrati per conoscerlo meglio, per sapere se ospita o è in grado di ospitare la vita.

Caratteristiche generali

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Titano è il secondo satellite più grande, secondo solo a Ganimede, l'enorme luna di Giove. In termini di dimensioni è più grande di Mercurio, poiché il piccolo pianeta ha un diametro di 4879,4 km e Titano ha un diametro di 5149,5 km.

Figura 2. Confronto delle dimensioni tra la Terra, la Luna e Titano, in basso a sinistra. Fonte: Wikimedia Commons. Apollo 17 Immagine della Terra intera: NASA Immagine telescopica della luna piena: Gregory H. Revera Immagine di Titano: NASA / JPL / Istituto di scienze spaziali / Dominio pubblico

Tuttavia, Titano ha una grande percentuale di ghiaccio nella sua composizione. Gli scienziati lo sanno attraverso la sua densità.

Densità

Per calcolare la densità di un corpo, è necessario conoscere sia la sua massa che il suo volume. La massa di Titano può essere determinata attraverso la terza legge di Keplero, così come i dati forniti dalle missioni spaziali.

La densità di Titano risulta essere di 1,9 g / cm ³ , ben al di sotto di quella dei pianeti rocciosi. Ciò significa solo che Titano ha una grande percentuale di ghiaccio - non solo acqua, il ghiaccio può essere altre sostanze - nella sua composizione.

Atmosfera

Il satellite ha un'atmosfera densa, cosa rara nel sistema solare. Questa atmosfera contiene metano, ma il componente principale è l'azoto, proprio come l'atmosfera terrestre.

Non contiene acqua, né anidride carbonica, ma sono presenti altri idrocarburi, perché la luce solare reagisce con il metano, dando origine ad altri composti come l'acetilene e l'etano.

Nessun campo magnetico

Per quanto riguarda il magnetismo, Titano manca del proprio campo magnetico. Poiché si trova ai margini delle fasce di radiazione di Saturno, molte particelle altamente energetiche raggiungono ancora la superficie di Titano e rompono le molecole lì.

Un ipotetico viaggiatore in arrivo su Titano avrebbe trovato una temperatura superficiale dell'ordine di -179,5 ºC e una pressione atmosferica forse scomoda: una volta e mezza il valore della pressione terrestre a livello del mare.

Pioggia

Su Titano piove, perché il metano si condensa nell'atmosfera, anche se spesso questa pioggia può non raggiungere il suolo, poiché in parte evapora prima di raggiungere il suolo.

Riepilogo delle principali caratteristiche fisiche di Titano

Composizione

Gli scienziati planetari deducono dalla densità di Titano, che è circa il doppio di quella dell'acqua, che il satellite è metà roccia e metà ghiaccio.

Le rocce contengono ferro e silicati, mentre il ghiaccio non è tutto acqua, sebbene sotto lo strato ghiacciato della crosta ci sia una miscela di acqua e ammoniaca. C'è ossigeno su Titano, ma è legato all'acqua nel sottosuolo.

All'interno di Titano, proprio come sulla Terra e su altri corpi del sistema solare, ci sono elementi radioattivi che producono calore mentre si decompongono in altri elementi.

È importante notare che la temperatura su Titano è vicina al punto triplo del metano, il che indica che questo composto può esistere come solido, liquido o gas, svolgendo lo stesso ruolo dell'acqua sulla Terra.

Lo ha confermato la sonda Cassini, che è riuscita a scendere sulla superficie del satellite, dove ha trovato campioni dell'evaporazione di questo composto. Ha anche rilevato regioni in cui le onde radio sono riflesse debolmente, analogamente a come vengono riflesse nei laghi e negli oceani sulla Terra.

Queste aree scure nelle immagini radio suggeriscono la presenza di corpi di metano liquido, di larghezza compresa tra 3 e 70 km, sebbene siano necessarie ulteriori prove per supportare definitivamente il fatto.

L'atmosfera su Titano

L'astronomo olandese Gerard Kuiper (1905-1973) confermò nel 1944 che Titano ha una sua atmosfera, grazie alla quale il satellite ha il caratteristico colore arancio-marrone che si può vedere nelle immagini.

Successivamente, grazie ai dati inviati dalla missione Voyager all'inizio degli anni '80, si è riscontrato che questa atmosfera è piuttosto densa, sebbene riceva meno radiazione solare a causa della distanza.

Ha anche uno strato di smog, che opacizza la superficie e in cui sono presenti particelle di idrocarburi in sospensione.

Nell'alta atmosfera di Titano si sviluppano venti fino a 400 km / h, anche se avvicinandosi alla superficie il panorama è un po 'più sereno.

Gas atmosferici

Per quanto riguarda la sua composizione, i gas atmosferici sono costituiti per il 94% da azoto e per l'1,6% da metano. Il resto dei componenti sono idrocarburi. Questa è la caratteristica più caratteristica, perché a parte l'atmosfera terrestre, nessun altro nel sistema solare contiene azoto in tale quantità.

Il metano è un gas serra la cui presenza impedisce alla temperatura di Titano di scendere ulteriormente. Tuttavia, lo strato più esterno, costituito da gas ampiamente dispersi, è riflettente e contrasta l'effetto serra.

idrocarburi

Tra gli idrocarburi osservati su Titano, colpisce l'acrilonitrile, in una concentrazione fino a 2,8 parti per milione (ppm), rilevata tramite tecniche spettroscopiche.

È un composto ampiamente utilizzato nella produzione di materie plastiche e, secondo gli scienziati, è in grado di creare strutture simili alle membrane cellulari.

Sebbene l'acrilonitrile sia stato inizialmente rilevato negli strati superiori dell'atmosfera di Titano, si ritiene che possa raggiungere la superficie, condensandosi negli strati atmosferici inferiori e quindi precipitando con la pioggia.

Oltre all'acrilonitrile, su Titano ci sono i tholin o tholin, curiosi composti di natura organica che compaiono quando la luce ultravioletta frammenta il metano e separa le molecole di azoto.

Il risultato sono questi composti più complessi che si ritiene siano esistiti sulla Terra primordiale. Sono stati rilevati su mondi ghiacciati oltre la fascia degli asteroidi e i ricercatori sono in grado di produrli in laboratorio.

Tali scoperte sono molto interessanti, sebbene le condizioni del satellite non siano adatte alla vita terrestre, soprattutto a causa delle temperature estreme.

Come osservare Titano

Titano è visibile dalla Terra come un piccolo punto di luce attorno al gigante Saturno, ma è necessario l'aiuto di strumenti come binocoli o telescopi.

Anche così, non è possibile notare molti dettagli, perché Titano non brilla tanto quanto i satelliti galileiani (i grandi satelliti di Giove).

Inoltre, le grandi dimensioni e la luminosità di Saturno possono talvolta nascondere la presenza del satellite, quindi è necessario cercare i momenti di maggiore distanza tra i due per distinguere il satellite.

Orbita

Titano impiega quasi 16 giorni per ruotare attorno a Saturno e tale rotazione è sincrona con il pianeta, il che significa che mostra sempre la stessa faccia.

Questo fenomeno è molto comune tra i satelliti del sistema solare. La nostra Luna, ad esempio, è anche in rotazione sincrona con la Terra.

Figura 3. L'orbita di Titano evidenziata in rosso, insieme a quella dei principali satelliti di Saturno: Iperione e Giapeto sono i più esterni di Titano, mentre i più interni sono, nell'ordine: Rea, Dione, Teti, Encelado e Mima . Fonte: Wikimedia Commons. ! Originale: mucchio di macerie Vettore: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Ciò è dovuto alle forze di marea, che non solo sollevano le masse liquide, che è l'effetto più apprezzato sulla Terra. Sono anche in grado di sollevare la crosta e deformare pianeti e satelliti.

Le forze di marea rallentano gradualmente la velocità del satellite fino a quando la velocità orbitale è uguale alla velocità di rotazione.

Moto rotatorio

La rotazione sincrona di Titano significa che il suo periodo di rotazione attorno al suo asse è lo stesso del periodo orbitale, cioè circa 16 giorni.

Ci sono stazioni su Titano a causa dell'inclinazione dell'asse di rotazione a 26º dall'eclittica. Ma a differenza della Terra, ciascuno durerebbe per circa 7,4 anni.

Nel 2006, la sonda Cassini ha mostrato immagini che mostravano la pioggia (dal metano) sul polo nord di Titano, un evento che avrebbe segnato l'inizio dell'estate nell'emisfero settentrionale del satellite, dove si ritiene che esistano laghi di metano.

Le piogge farebbero crescere i laghi, mentre quelli dell'emisfero meridionale si prosciugheranno sicuramente nello stesso periodo.

Struttura interna

Il diagramma seguente mostra la struttura interna stratificata di Titano, costruita mettendo insieme le prove raccolte dalle osservazioni della Terra più quelle delle missioni Voyager e Cassini:

-Nucle composto da acqua e silicati, sebbene venga gestita anche la possibilità di un nucleo roccioso più interno, a base di silicati.

-Vari strati di ghiaccio e acqua liquida con ammoniaca

-Crosta di ghiaccio più esterna.

Figura 4. Struttura interna di Titano, secondo modelli teorici. Fonte: Wikimedia Commons. Kelvinsong / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Il diagramma mostra anche il denso strato atmosferico che ricopre la superficie, in cui spicca lo strato di composti organici del tipo tholin sopra menzionato, ed infine uno strato più esterno e tenue di smog.

geologia

La sonda Cassini, atterrata su Titano nel 2005, ha indagato sul satellite utilizzando telecamere a infrarossi e radar, in grado di penetrare nell'atmosfera densa. Le immagini mostrano una geologia varia.

Sebbene Titano si sia formato insieme al resto dei membri del sistema solare poco più di 4,5 miliardi di anni fa, la sua superficie è molto più recente, circa 100 milioni di anni secondo le stime. Ciò è possibile grazie a una grande attività geologica.

Le immagini rivelano colline ghiacciate e superfici lisce di colore più scuro.

I crateri sono pochi, poiché l'attività geologica li cancella poco dopo che si sono formati. Alcuni scienziati hanno affermato che la superficie di Titano è simile al deserto dell'Arizona, anche se il ghiaccio prende il posto della roccia.

Nel punto di discesa della sonda sono state trovate creste di ghiaccio delicatamente arrotondate, come se un fluido le avesse plasmate molto tempo fa.

Ci sono anche colline fiancheggiate da canali che degradano dolcemente verso la pianura e laghi di metano sopra descritti, nonché isole. Questi laghi sono i primi corpi liquidi stabili trovati in un luogo al di fuori della Terra stessa e si trovano vicino ai poli.

Figura 5. Immagine di Titano ripresa dalla sonda Huygens a 10 km di altitudine. Fonte: ESA / NASA / JPL / University of Arizona / Dominio pubblico.

Il rilievo in generale non è molto marcato su Titano. Le montagne più alte raggiungono circa uno o due chilometri di altezza, secondo i dati altimetrici.

Oltre a queste caratteristiche, su Titano sono presenti dune causate dalle maree, che a loro volta generano forti venti sulla superficie del satellite.

In effetti, tutti questi fenomeni si verificano sulla Terra, ma in modo molto diverso, poiché su Titano il metano ha preso il posto dell'acqua, ed è anche molto più lontano dal Sole.

Riferimenti

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