Immagini a falsi colori di Titano ottenute dallo spettrometro a mappatura infrarossa visiva Cassini-Huygens. Credito immagine: fare clic per ingrandire
Utilizzando recenti osservazioni di Cassini, Huygens e basate sulla Terra, gli scienziati sono stati in grado di creare un modello computerizzato che spiega la formazione di diversi tipi di etano e metano su Titano.
Di recente sono state osservate nuvole su Titano, la più grande luna di Saturno, attraverso la fitta foschia, usando la spettroscopia nel vicino infrarosso e le immagini del polo sud e delle regioni temperate vicino ai 40? Sud. Recenti osservazioni dei telescopi terrestri e della navicella spaziale Cassini NASA / ESA / ASI stanno ora fornendo uno spaccato della climatologia delle nuvole.
Un team europeo, guidato da Pascal Rannou del Service d'Aeronomie, Università IPSL di Versailles-St-Quentin, Francia, ha sviluppato un modello di circolazione generale che abbina dinamica, foschia e fisica delle nuvole per studiare il clima di Titano e ci consente di capire come vengono prodotte le principali funzionalità cloud osservate.
Questo modello climatico consente inoltre agli scienziati di prevedere la distribuzione delle nuvole per l'intero anno di Titano (30 anni terrestri), e in particolare nei prossimi anni di osservazioni di Cassini.
Le missioni Voyager dei primi anni '80 hanno dato le prime indicazioni di nuvole di condensa su Titano. A causa delle basse temperature nell'atmosfera lunare (tropopausa), si presumeva che la maggior parte delle sostanze chimiche organiche formate nell'atmosfera superiore dalla fotochimica si condensasse in nuvole mentre affondava. Si credeva che anche il metano si condensasse ad alta quota, essendo stato trasportato dalla superficie.
Da allora, diversi modelli unidimensionali dell'atmosfera di Titano, inclusi sofisticati modelli di microfisica, furono creati per prevedere la formazione di gocce di etano e metano. Allo stesso modo, il ciclo del metano era stato studiato separatamente in un modello di circolazione, ma senza microfisica delle nuvole.
Questi studi hanno generalmente scoperto che le nuvole di metano potevano essere attivate quando i pacchi d'aria si raffreddavano mentre si spostavano verso l'alto o dall'equatore al polo. Tuttavia, questi modelli difficilmente hanno catturato i minimi dettagli dei cicli delle nuvole di metano ed etano.
Ciò che il team di Rannou ha fatto è stato quello di combinare un modello microfisico del cloud in un modello di circolazione generale. Il team ora può identificare e spiegare la formazione di diversi tipi di nuvole di etano e metano, comprese le nuvole polari meridionali e sporadiche nelle regioni temperate, specialmente a 40? S nell'emisfero estivo.
Gli scienziati hanno scoperto che le proprietà fisiche previste delle nuvole nel loro modello corrispondevano bene alle recenti osservazioni. Le nuvole di metano che sono state osservate fino ad oggi appaiono in posizioni in cui i loro modelli di aria ascendente sono previsti.
La nuvola polare sud osservata appare nella parte superiore di una particolare "cellula Hadley", o massa di aria che circola verticalmente, esattamente dove prevista sul polo sud ad un'altitudine di circa 20-30 chilometri.
Le grandi nuvole zonali (direzione longitudinale) ricorrenti a 40? S e le nuvole lineari e discrete che compaiono alle latitudini più basse sono anche correlate con la parte ascendente di una simile cellula di circolazione nella troposfera, mentre le nuvole più piccole a latitudini basse, simili alle nuvole lineari e discrete già osservate da Cassini sono piuttosto prodotte da processi di miscelazione.
“Le nuvole nel nostro modello di circolazione sono necessariamente semplificate rispetto alle nuvole reali, tuttavia le principali caratteristiche del cloud previste trovano una controparte nella realtà.
"Coerentemente, il nostro modello produce nuvole in luoghi in cui le nuvole sono effettivamente osservate, ma prevede anche nuvole che non sono state, o non sono state ancora osservate", ha affermato Pascal Rannou.
Il modello di nuvole di Titano sembra essere simile a quello dei principali modelli di nuvole sulla Terra e su Marte. Le nuvole sconcertanti a 40? Le S sono prodotte dal ramo ascendente di una cellula Hadley, esattamente come le nuvole tropicali sono nella Zona di Convergenza Intertropicale (ITCZ), come sulla Terra e su Marte.
Le nuvole polari - prodotte da "cellule polari" - sono simili a quelle prodotte a metà latitudine sulla Terra. D'altra parte, le nuvole appaiono solo in alcune lunghezze. Questa è una caratteristica specifica delle nuvole di Titano e può essere dovuta a un effetto di marea di Saturno. L'origine dinamica della distribuzione cloud su Titan è facile da testare.
La previsione della nuvolosità per i prossimi anni verrà confrontata con le osservazioni fatte da Cassini e dai telescopi terrestri. Eventi specifici dimostreranno sicuramente il ruolo della circolazione sulla distribuzione cloud.
Fonte originale: ESA Portal
