Quando la sonda Huygens dell'Agenzia spaziale europea ha visitato Titano la luna di Saturno il mese scorso, la sonda si è paracadutata attraverso nuvole umide. Ha fotografato canali fluviali e spiagge e cose che sembrano isole. Alla fine, scendendo nella nebbia turbinante, Huygens atterrò nel fango.
Per farla breve, Titano è bagnato.
Christian Huygens non sarebbe stato un po 'sorpreso. Nel 1698, trecento anni prima che la sonda Huygens lasciasse la Terra, l'astronomo olandese scrisse queste parole:
"Poiché è certo che la Terra e Giove hanno le loro Acqua e Nuvole, non c'è motivo per cui gli altri Pianeti dovrebbero essere senza di loro. Non posso dire che siano esattamente della stessa natura con la nostra Acqua; ma che dovrebbero essere liquidi il loro uso richiede, poiché la loro bellezza lo rende chiaro. Questa nostra Acqua, in Giove o Saturno, sarebbe congelata all'istante a causa della vasta distanza del Sole. Pertanto, ogni Pianeta deve avere le sue Acque di tale temperamento non soggette al gelo. "
Huygens scoprì Titano nel 1655, motivo per cui la sonda prende il nome da lui. A quei tempi, Titano era solo una puntura di luce in un telescopio. Huygens non riusciva a vedere le nuvole di Titano, incinte dalla pioggia, o le colline di Titano, scolpite da liquidi impetuosi, ma aveva una bella immaginazione.
L '"acqua" di Titano è metano liquido, CH4, meglio conosciuto sulla Terra come gas naturale. L'acqua terrestre normale, H2O, sarebbe congelata solida su Titano dove la temperatura della superficie è 290o F sotto zero. Il metano, d'altra parte, è un liquido che scorre, di "un carattere non soggetto al gelo".
Jonathan Lunine, professore all'Università dell'Arizona, è membro del team scientifico di missione Huygens. Lui e i suoi colleghi credono che Huygens sia atterrato nell'equivalente dei Titani in Arizona, un'area per lo più asciutta con stagioni umide brevi ma intense.
"I canali fluviali vicino alla sonda Huygens ora sembrano vuoti", afferma Lunine, ma i liquidi sono stati lì di recente, ritiene. Piccole rocce sparpagliate intorno al sito di atterraggio sono avvincenti: sono lisce e rotonde come rocce fluviali sulla Terra e "siedono in piccole depressioni scavate, a quanto pare, correndo fluendo".
La fonte di tutta questa umidità potrebbe essere la pioggia. L'atmosfera di Titano è "umida", che significa ricca di metano. Nessuno sa quanto spesso piova, "ma quando lo fa", dice Lunine, "la quantità di vapore nell'atmosfera è molte volte quella nell'atmosfera terrestre, quindi è possibile fare docce molto intense".
E forse anche arcobaleni. “Gli ingredienti di cui hai bisogno per un arcobaleno sono la luce del sole e le gocce di pioggia. Titan ha entrambi ", afferma l'esperto di ottica atmosferica Les Cowley.
Sulla Terra, gli arcobaleni si formano quando la luce solare rimbalza dentro e fuori dalle goccioline d'acqua trasparenti. Ogni gocciolina si comporta come un prisma, diffondendo la luce nello spettro familiare dei colori. Su Titano, gli arcobaleni si formerebbero quando la luce solare rimbalza dentro e fuori dalle goccioline di metano, che, come le goccioline d'acqua, sono trasparenti.
"La loro bellezza [richiede] che siano chiari ..."
"Un arcobaleno di metano sarebbe più grande di un arcobaleno d'acqua", osserva Cowley, "con un raggio primario di almeno 49o per il metano contro 42,5o per l'acqua. Questo perché l'indice di rifrazione del metano liquido (1,29) differisce da quello dell'acqua (1,33). " L'ordine dei colori, tuttavia, sarebbe lo stesso: blu all'interno e rosso all'esterno, con un pizzico generale di arancione causato dal cielo arancione di Titano.
Un problema: gli arcobaleni hanno bisogno della luce solare diretta, ma i cieli di Titano sono molto nebulosi. "Gli arcobaleni visibili su Titano potrebbero essere rari", afferma Cowley. D'altra parte, gli arcobaleni a infrarossi potrebbero essere comuni.
Lo scienziato atmosferico Bob West del Jet Propulsion Laboratory della NASA spiega: "L'atmosfera di Titano è per lo più chiara alle lunghezze d'onda dell'infrarosso. Ecco perché la navicella spaziale Cassini utilizza una telecamera a infrarossi per fotografare Titan ". I raggi del sole a infrarossi avrebbero pochi problemi a penetrare l'aria torbida e fare arcobaleni. Il modo migliore per vederli: occhiali a infrarossi per "visione notturna".
Tutto questo parlare di pioggia, arcobaleni e fango fa sembrare il metano liquido molto simile all'acqua normale. Non è. Considera quanto segue:
La densità del metano liquido è solo circa la metà della densità dell'acqua. Questo è qualcosa, diciamo, che un costruttore di barche su Titano dovrebbe prendere in considerazione. Le barche galleggiano quando sono meno dense del liquido sottostante. Una barca Titan dovrebbe essere più leggera per galleggiare in un mare di metano liquido. (Non è così folle come sembra. I futuri esploratori vorranno visitare Titano e le barche potrebbero essere un buon modo per spostarsi.)
Il metano liquido ha anche una bassa viscosità (o "appiccicosità") e una bassa tensione superficiale. Vedi la tabella sotto. La tensione superficiale è ciò che dona all'acqua la sua pelle gommosa e, sulla Terra, lascia che gli insetti d'acqua scivolino attraverso gli stagni. Un insetto d'acqua su Titano affonderebbe prontamente in uno stagno di fragile metano. Sul lato positivo, la bassa gravità di Titano, solo un settimo di gravità terrestre, potrebbe consentire alla creatura di risalire nuovamente.
Ritorno alle barche: le eliche che trasformano in metano dovrebbero essere molto larghe per "afferrare" abbastanza il fluido sottile per la propulsione. Dovrebbero anche essere realizzati con materiali speciali resistenti alle crepe a temperature criogeniche.
E fai attenzione a quelle onde! Gli scienziati europei John Zarnecki e Nadeem Ghafoor hanno calcolato quali potrebbero essere le onde di metano su Titano: sette volte più alte delle tipiche onde terrestri (principalmente a causa della bassa gravità di Titano) e tre volte più lente, "dando ai surfisti una cavalcata selvaggia", dice Ghafoor.
Ultimo ma non meno importante, il metano liquido è infiammabile. Titano non prende fuoco perché l'atmosfera contiene così poco ossigeno, un ingrediente chiave per la combustione. Se gli esploratori visitano Titano un giorno, dovranno stare attenti alle bombole di ossigeno e resistere all'impulso di spegnere gli incendi con "acqua".
Arcobaleni a infrarossi, onde imponenti, mari che invitano i marinai. Huygens non vide nessuna di queste cose prima che cadesse nel fango. Esistono davvero?
"... non c'è motivo per cui gli altri pianeti dovrebbero essere senza di loro."
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