Grazie al Voyager missioni, che sono passate attraverso il sistema solare esterno alla fine degli anni '70 e all'inizio degli anni '80, gli scienziati sono stati in grado di dare una prima occhiata a Urano e al suo sistema di lune. In effetti, gli astronomi possono ora rappresentare 27 lune in orbita attorno al gigante color verde acqua.
Di questi, nessuno ha dimensioni, massa o superficie maggiori della Titania, che è stata opportunamente chiamata. Essendo una delle prime luna ad essere scoperta intorno a Urano, questa luna fortemente craterizzata e sfregiata prende il nome dalla finta regina delle fate di Shakespeare Sogno di una notte di mezza estate.
Scoperta e denominazione:
La Titania fu scoperta da William Herschel l'11 gennaio 1787, l'astronomo inglese che aveva scoperto Urano nel 1781. La scoperta fu fatta lo stesso giorno in cui scoprì Oberon, la seconda luna più grande di Urano. Sebbene Herschel riferisse di aver osservato altre quattro lune in quel momento, la Royal Astronomical Society avrebbe in seguito stabilito che questa affermazione era falsa.
Sarebbero passati quasi cinque decenni dalla scoperta di Titania e Oberon che un astronomo diverso da Herschel li avrebbe osservati. Inoltre, la Titania sarebbe stata definita "il primo satellite di Urano" per molti anni - o con la designazione di Urano I, che gli fu data da William Lassell nel 1848.
Nel 1851, Lassell iniziò a numerare tutti e quattro i satelliti noti in ordine di distanza dal pianeta da numeri romani, a quel punto la designazione della Titania divenne Urano III. Nel 1852, il figlio John di Herschel, e per volere dello stesso Lassell, suggerì che il nome della luna fosse cambiato in Titania, la regina delle fate in Sogno di una notte di mezza estate. Ciò era coerente con tutti i satelliti di Urano, a cui furono dati nomi dalle opere di William Shakespeare e Alexander Pope.
Dimensioni, massa e orbita:
Con un diametro di 1.578 chilometri, una superficie di 7.820.000 km² e una massa di 3.527 ± 0.09 × 1021 kg, la Titania è la più grande delle lune di Urano e l'ottava luna più grande del Sistema Solare. A una distanza di circa 436.000 km (271.000 mi), la Titania è anche la seconda più lontana dal pianeta delle cinque lune principali.
La luna della Titania ha anche una piccola eccentricità ed è molto poco incline rispetto all'equatore di Urano. Il suo periodo orbitale, che è di 8,7 giorni, coincide anche con il suo periodo di rotazione. Ciò significa che Titania è un satellite sincrono (o bloccato in modo ordinato), con una faccia che punta sempre verso Urano in ogni momento.
Poiché Urano orbita attorno al Sole su un lato e le sue lune orbitano attorno al piano equatoriale del pianeta, sono tutte soggette a un ciclo stagionale estremo, in cui i poli nord e sud vivono 42 anni di oscurità completa o di luce solare completa.
Composizione:
Gli scienziati ritengono che la Titania sia composta da parti uguali di roccia (che può includere materiali carboniosi e composti organici) e ghiaccio. Ciò è supportato da esami che indicano che la Titania ha una densità insolitamente alta per un satellite uraniano (1,71 g / cm³). La presenza di ghiaccio d'acqua è supportata da osservazioni spettroscopiche all'infrarosso fatte nel 2001-2005, che hanno rivelato ghiaccio d'acqua cristallino sulla superficie della luna.
Si ritiene inoltre che la Titania sia differenziata in un nucleo roccioso circondato da un mantello ghiacciato. Se vero, ciò significherebbe che il raggio del nucleo è di ca. 520 km (320 mi), il che significherebbe che il nucleo rappresenta il 66% del raggio della luna e il 58% della sua massa.
Come per le altre grandi lune di Urano, lo stato attuale del mantello ghiacciato è sconosciuto. Tuttavia, se il ghiaccio contiene abbastanza ammoniaca o altro antigelo, Titania potrebbe avere uno strato oceanico liquido al confine tra mantello e nucleo. Lo spessore di questo oceano, se esiste, è fino a 50 km (31 mi) e la sua temperatura è di circa 190 K.
Naturalmente, è improbabile che un tale oceano possa sostenere la vita. Ma supponendo che questo oceano supporti le prese d'aria idrotermali sul suo pavimento, è possibile che esista la vita in piccole macchie vicino al nucleo. Tuttavia, la struttura interna di Oberon dipende fortemente dalla sua storia termale, che al momento è poco conosciuta.
Voyager 2:
Le uniche osservazioni dirette fatte su Titania sono state condotte dal Voyager 2 sonda spaziale, che ha fotografato la luna durante il suo sorvolo di Urano nel gennaio 1986. Queste immagini coprivano circa il 40% della superficie, ma solo il 24% è stato fotografato con la precisione richiesta per la mappatura geologica.
Il sorvolo di Voyager in Titania coincise con il solstizio d'estate dell'emisfero meridionale, quando quasi l'intero emisfero settentrionale non fu illuminato. Come con l'altra grande luna di Urano, ciò ha impedito che la superficie fosse mappata in alcun dettaglio. Nessun altro veicolo spaziale ha visitato il sistema uraniano o la Titania prima o dopo e nessuna missione è pianificata nel prossimo futuro.
Fatti interessanti:
La Titania è intermedia in termini di luminosità, occupando un punto centrale tra le lune oscure di Oberon e Umbriel e le lune luminose di Ariel e Miranda. La sua superficie è generalmente di colore rosso (meno di Oberon), tranne nel caso in cui si sia verificato un nuovo impatto, che ha lasciato la superficie di colore blu. La superficie della Titania è meno pesantemente craterizzata rispetto alla superficie di Oberon o Umbriel, suggerendo che la sua superficie è molto più giovane.
Come tutte le principali lune di Urano, la geologia è influenzata da una combinazione di crateri da impatto e resurfacing endogeno. Mentre il primo ha agito sull'intera storia della luna e ha influenzato tutte le sue superfici, i secondi processi sono stati principalmente attivi in seguito alla formazione della luna e hanno portato a un livellamento delle sue caratteristiche, da cui il basso numero di crateri di impatto attuali.
Nel complesso, gli scienziati hanno riconosciuto tre classi di caratteristiche geologiche sulla Titania. Questi includono crateri, difetti (o scarpate) e quelli che sono noti come grabens (a volte chiamati canyon). I crateri della Titania hanno un diametro che varia da pochi chilometri a 326 chilometri, nel caso del più grande cratere conosciuto, Gertrude. La superficie della Titania è inoltre intersecata da un sistema di enormi difetti (scarpate); e in alcuni punti, due scarpate parallele segnano depressioni nella crosta del satellite, formando grabens (alias canyon).
I grabens su Titania hanno un diametro da 20 a 50 chilometri (12–31 mi) e in rilievo (cioè una profondità) da 2 a 5 km. Il graben più importante della Titania è il Chasma di Messina, che corre per circa 1.500 chilometri (930 miglia) dall'equatore quasi al polo sud. I grabens sono probabilmente le più giovani caratteristiche geologiche sulla Titania, poiché attraversano tutti i crateri e persino le pianure lisce.
Come Oberon, le caratteristiche di superficie su Titania hanno preso il nome dai personaggi delle opere di Shakespeare, con tutte le caratteristiche fisiche che prendono il nome da personaggi femminili. Ad esempio, il cratere Gertrude prende il nome dalla madre di Amleto, mentre altri crateri - Ursula, Jessica e Imogen - prendono il nome da personaggi di Molto rumore per nulla, The Merchant of Venice, e Cymebline, rispettivamente.
È interessante notare che la presenza di anidride carbonica sulla superficie suggerisce che la Titania potrebbe anche avere una tenue atmosfera stagionale di CO², molto simile a quella della luna gioviana Callisto. È improbabile che siano presenti altri gas, come azoto o metano, perché la debole gravità della Titania non può impedire loro di fuggire nello spazio.
Come tutte le lune di Urano, resta ancora molto da scoprire su questo enorme satellite. Nei prossimi anni, si può solo sperare che la NASA, l'ESA o altre agenzie spaziali decidano che un'altra missione simile a quella di Voyager è necessaria per il sistema solare esterno. Fino a quel momento, Urano e le numerose lune che lo orbitano continueranno a tenerci segreti.
Abbiamo scritto molti articoli su Titania qui su Space Magazine. Ecco quante lune ha Urano ?, Urano Luna Oberon e Urano Luna Umbriel.
Per ulteriori informazioni, controlla la pagina Nove pianeti su Titania e la pagina Esplorazione del sistema solare della NASA su Titania.
Il cast di astronomia ha un episodio sull'argomento. Ecco l'episodio 172: William Herschel
fonti:
- NASA: Esplorazione del sistema solare - Titania
- Wikipedia - Titania (luna)
- SeaSky - Titania
