I ricercatori della Cornell University hanno utilizzato i dati radar bistatici dei sorvoli di Titano da parte della sonda Cassini per analizzare le proprietà superficiali dei suoi mari di idrocarburi. Lo studio identifica variazioni nella rugosità e nella composizione della superficie, indicando diversi processi geologici e meteorologici in atto.
Decodificare i mari di idrocarburi di Titano
Un nuovo studio dei dati degli esperimenti radar della missione Cassini-Huygens su Saturno ha fornito nuove informazioni sulla composizione e l’attività dei mari di idrocarburi liquidi vicino al polo nord della luna di Saturno, la più grande delle 146 lune conosciute del pianeta.
Utilizzando i dati di diversi esperimenti radar bistatici, un team di ricerca guidato dalla Cornell University è stato in grado di analizzare e stimare separatamente la composizione e la ruvidità delle superfici marine, qualcosa che le precedenti analisi dei dati radar monostatici non erano state in grado di ottenere. Questo contribuirà ad aprire la strada a futuri esami combinati della natura dei mari di Titano utilizzando i dati della sonda Cassini.
Lo studio
Valerio Poggiali, ricercatore associato presso la Cornell University, è l’autore principale di “Surface Properties of the Seas of Titan as Revealed by Cassini Mission Bistatic Radar Experiments“, pubblicato su Nature Communications.
Un esperimento radar bistatico prevede di puntare un raggio radio dal veicolo spaziale verso il bersaglio, dove viene riflesso verso l’antenna ricevente sulla Terra. Questa riflessione superficiale è polarizzata, il che significa che fornisce informazioni raccolte da due prospettive indipendenti, al contrario di quella fornita dai dati radar monostatici, in cui il segnale riflesso ritorna al veicolo spaziale.
“La differenza principale”, ha detto Poggiali: “È che le informazioni bistatiche sono un set di dati più completo e sono sensibili sia alla composizione della superficie riflettente che alla sua rugosità”.
Il lavoro attuale ha utilizzato quattro osservazioni radar bistatiche, raccolte da Cassini durante quattro sorvoli nel 2014, il 17 maggio, il 18 giugno, il 24 ottobre e nel 2016, il 14 novembre. Per ciascuna, sono state osservate riflessioni superficiali mentre la sonda si è stata prossima al suo massimo avvicinamento a Titano e di nuovo mentre si è allontanata. Il team ha analizzato i dati delle osservazioni di uscita dei tre grandi mari polari: Kraken Mare, Ligeia Mare e Punga Mare.
La loro analisi ha rilevato differenze nella composizione degli strati superficiali dei mari di idrocarburi, a seconda della latitudine e della posizione (ad esempio, vicino a fiumi ed estuari). In particolare, la porzione più a sud del Kraken Mare ha mostrato la costante dielettrica più elevata, una misura della capacità di un materiale di riflettere un segnale radio. L’acqua sulla Terra è molto riflettente, con una costante dielettrica di circa 80, i mari di etano e metano di Titano misurano circa 1,7.
I ricercatori hanno anche determinato che tutti e tre i mari erano per lo più calmi al momento dei sorvoli, con onde di superficie non più grandi di 3,3 millimetri. Un livello di ruvidità leggermente più alto, fino a 5,2 mm, è stato rilevato vicino alle aree costiere, agli estuari e agli stretti interbacino, possibili indicazioni di correnti di marea.
Conclusioni
“Abbiamo anche indicazioni che i fiumi che alimentano i mari sono metano puro”, ha spiegato Poggiali: “Finché non sfociano nei mari liquidi aperti, che sono più ricchi di etano. È come sulla Terra, quando i fiumi di acqua dolce sfociano e si mescolano con l’acqua salata degli oceani”.
“Questo si adatta perfettamente ai modelli meteorologici per Titano“, ha affermato il coautore e Professore di astronomia Philip Nicholson: “Che prevedono che la ‘pioggia’ che cade dai suoi cieli sia probabilmente composta quasi esclusivamente da metano, ma con tracce di etano e altri idrocarburi“.
Poggiali ha aggiunto che sono già in corso altri lavori sui dati generati da Cassini durante i suoi 13 anni di analisi di Titano: “C’è una miniera di dati che aspetta ancora di essere analizzata completamente in modi che dovrebbero produrre più scoperte“, ha concluso: “Questo è solo il primo passo”.
