Mari calmi, ma di metano: scoperti nuovi dettagli sui bacini di idrocarburi di Titano

Mari solcati da onde leggere, fiumi, coste, canali, estuari, correnti di marea. Al posto dell’acqua, però, c’è metano liquido. È il paesaggio di Titano, la più grande delle 145 lune di Saturno e la seconda più grande del Sistema Solare. Un nuovo studio pubblicato su Nature Communications ha rivelato nuovi dettagli sulla composizione e il comportamento dei suoi bacini alimentati da idrocarburi, grazie ai dati raccolti dalla sonda Cassini.

"Il metano ricopre per Titano un ruolo simile a quello che l’acqua svolge sulla Terra, ed è protagonista di un complesso ciclo 'idrologico' con precipitazioni, laghi e grandi mari interconnessi da canali, estuari e fiumi", spiega Paolo Tortora, professore al Dipartimento di Ingegneria Industriale dell'Università di Bologna, già membro del Team di Radio Scienza della missione Cassini e co-autore del lavoro. "Con questo studio, grazie a una serie di esperimenti di radar bistatico realizzati dalla sonda Cassini, siamo riusciti ad ottenere nuove informazioni per i tanti interrogativi ancora senza risposta sui mari di Titano".

La missione Cassini ha esplorato il sistema di Saturno per tredici anni, dal 2004 al 2017, raccogliendo una grandissima quantità di dati su Titano. Tra le tante rilevazioni realizzate, la sonda di NASA, ESA e ASI ha effettuato anche tredici esperimenti di radar bistatico, e in quattro occasioni i potenti echi riflessi specularmente dalla superficie dei mari della luna – chiamati Kraken, Ligeia e Punga Mare – hanno raggiunto le grandi antenne di Terra del Deep Space Network della NASA.

"L’esperimento di radar bistatico è un esperimento di radio scienza che sfrutta l’interazione tra la superficie di un pianeta bersaglio, in questo caso Titano, e un segnale radio trasmesso dal satellite per ottenere informazioni sulle proprietà della superficie riflettente", dice Giancorrado Brighi, dottorando al Laboratorio di Radio Scienza ed Esplorazione Planetaria dell’Alma Mater, presso il Tecnopolo Aerospaziale del Campus di Forlì, e secondo autore dello studio. "Diversamente dal radar monostatico, dove la sonda Cassini svolge entrambi i ruoli di trasmettitore del segnale e ricevitore dell’eco riflesso, la geometria obliqua e la polarizzazione circolare degli esperimenti bistatici ci ha permesso di misurare direttamente la costante dielettrica superficiale dei liquidi, intimamente legata alla loro composizione".

Circa otto anni dopo la ricezione di questi segnali, una collaborazione tra diversi istituti internazionali guidata dalla Cornell University (USA) e dall’Università di Bologna è riuscita a completare l’analisi e l’interpretazione dei dati, da cui sono emerse variazioni nella composizione dei diversi mari di Titano, coerenti con differenze nelle percentuali di metano, azoto ed etano miscelati insieme. I dati relativi agli estuari sembrano inoltre indicare che i fiumi ricchi di metano potrebbero avere livelli di etano più bassi rispetto ai mari aperti: qualcosa di simile alla differenza di salinità tra fiumi e mari sulla Terra.

Analizzando la superficie dei mari, gli studiosi hanno anche stimato una rugosità superficiale di pochi millimetri, suggerendo la presenza di piccole onde sulla superficie e l’assenza di un forte moto ondoso. Un livello più elevato di rugosità è stato però riscontrato nelle aree costiere, vicino agli estuari e agli stretti canali che collegano alcuni dei mari tra loro: un elemento che indica probabilmente la presenza di correnti di marea.

"Combinare le misure del radar bistatico con gli altri dati di contesto rilevati dalla sonda Cassini è fondamentale per affinare analisi precedenti e scoprire così nuovi dettagli sulla composizione e l'aspetto della superficie di Titano", dice in conclusione Marco Zannoni, co-autore del lavoro e ricercatore al Dipartimento di Ingegneria industriale dell'Università di Bologna. "Siamo fiduciosi che questo lavoro sia l’inizio di una nuova e promettente campagna di esplorazione, che utilizzerà un knowhow ormai consolidato per l’analisi dei restanti dati di radar bistatico acquisiti sulle superfici solide di Titano da parte della sonda Cassini".

Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications con il titolo "Surface properties of the seas of Titan as revealed by Cassini mission bistatic radar experiments". Per l'Università di Bologna hanno partecipato Giancorrado Brighi, Paolo Tortora e Marco Zannoni del Dipartimento di Ingegneria industriale.