Francesca Ferrari Gaetano Brando

Francesca FerrariGaetano Brando

Titano

TitanoTitano1.Scoperta e caratteristiche

2. Atmosfera

3. Superficie

4. Oceani e laghi

5. La missione Cassini-Huygens

6. Formazione

1. Scoperta e caratteristiche di Titano

Scoperto dal fisico ed Scoperto dal fisico ed astronomo olandese astronomo olandese Christiaan Huygens, Christiaan Huygens, Titano è, Titano è, per dimensioni, il secondo per dimensioni, il secondo satellite del sistema solare ed satellite del sistema solare ed é l’unico che ha una é l’unico che ha una atmosfera densa.atmosfera densa.

Christiaan Huygens

Caratteristiche di Titano

2.65 Km s-1Velocità di fuga

15.94542 giorniPeriodo orbitale

15.95 giorniPeriodo rotazionale

0.0292 Eccentricità dell’orbita

1.5 barPressione atmosferica

91 KTemperatura media superficiale

1.88 g cm-3Densità media

2,575 KmRaggio equatoriale

1.35 1023 KgMassa

1. Scoperta e caratteristiche

Nel 2008 si è scoperto che il periodo di rotazione di Titano non coincide esattamente con il periodo di rivoluzione. La differenza è di qualche decimillesimo del periodo stesso pari ad una decina di minuti.

Questa differenza potrebbe essere provocata dalla presenza di uno strato d’acqua sotto la crosta di ghiaccio

Lo sviluppo delle conoscenze riguardanti Titano non Lo sviluppo delle conoscenze riguardanti Titano non subì una evoluzione considerevole fino al XX secolo, subì una evoluzione considerevole fino al XX secolo, quando l’astronomo quando l’astronomo Comas SolaComas Sola rilevò su di esso il rilevò su di esso il fenomeno del fenomeno del Limb DarkeningLimb Darkening, per avere il quale è , per avere il quale è necessaria la presenza di atmosfera.necessaria la presenza di atmosfera.

1. Scoperta e caratteristiche

Una conferma della Una conferma della esistenza di una esistenza di una atmosfera giunse nel atmosfera giunse nel 1940, quando 1940, quando Gerard Gerard KuiperKuiper identificò la identificò la presenza di CHpresenza di CH44 gassoso nello spettro gassoso nello spettro IR.IR.

Missioni spaziali

Il passo in avanti, decisivo nella sua Il passo in avanti, decisivo nella sua conoscenza, fu compiuto con l’avvento conoscenza, fu compiuto con l’avvento dell'era delle missioni spaziali. dell'era delle missioni spaziali.

• Pioneer 11 (settembre ’79) - Avvicinamento a Titano a 36300 Km

• Voyager 1 e 2

-- Novembre 1980 avvicinamento a 4394 km da Titano

Missioni spaziali

• Cassini-Huygens • - Luglio 2004 flyby di Saturno

- Dicembre 2004 sganciata la

sonda Huygens

- 15 Gennaio 2005 arrivo di Huygens

su Titano

Motivi di studio

Probabilmente Titano non ha mai ospitato vita ma, a parte la temperatura, riproduce presumibilmente le condizioni ambientali della Terra primordiale.

Infatti, i processi fotochimici, ora in atto nella sua atmosfera, possono dare luogo alla formazione di varie molecole organiche.

2. L’atmosfera di Titano2. L’atmosfera di Titano

L’atmosfera di Titano si estende per centinaia di chilometri sopra la sua superficie.La foschia della regione superiore dell’atmosfera è visibile in UV. Negli strati inferiori dell’atmosfera è presente uno smog di molecole organiche, che assorbono la luce visibile.

Il blu evidenzia l’alta atmosfera vista in UV.

L’atmosfera è mostrata da questa fotografia, composta da quattro immagini realizzate con filtri diversi.

Il rosso ed il verde rappresentano le lunghezze d’onda IR, dove CH4 assorbe la luce.

2. L’atmosfera di Titano

Struttura dell’atmosfera


Profilo della temperatura dell’atmosfera di Titano in funzione dell’altitudine


(3 ÷ 7) 10-10CO2 (Diossido di carbonio)

8 10-9H2O

(1 ÷ 10) 10-8HCCCN (Cianoetino)

(1 ÷ 10) 10-8C2N2 (Cianogeno)

(1 ÷ 10) 10-8CHCCCH (Butadiene)

3 10-8CH3CCH (Propino)

2 10-7HCN (Cianuro di idrogeno)

(2 ÷ 4) 10-6C3H8 (Propano)

2 10-6C2H2 (Etino o Acetilene)

4 10-7C2H4 (Etene o Etilene)

2 10-5C2H6 (Etano)

6 10-5CO (Monossido di carbonio)

2 10-3H2

3 10-2CH4 (Metano)

0.97N2

Abbondanze relativeElementi

Composizione della atmosfera


Reazioni nell’atmosferaReazioni nell’atmosfera

L’assorbimento della luce solare da parte delle molecole dell’atmosfera gioca un ruolo fondamentale nelle reazioni chimiche. Infatti, in seguito a processi di fotodissociazione, possono essere prodotti:

• Composti del carbonio che non sarebbero presenti se l’atmosfera fosse in equilibrio chimico

• N2 che risulta da reazioni che coinvolgono NH3


Origine di N2 nell’atmosferaCi sono due possibili spiegazioni per l’origine di N2 nell’atmosfera di Titano:

• All’atto della formazione di Titano, N2 può essere stato intrappolato in clatrati ed essere stato liberato dal riscaldamento dei clatrati stessi.

• Dissociazione della ammoniaca sotto l’azione della radiazione solare ultravioletta:

223 3HN2NH



• Dalle reazioni di fotodissociazioni che coinvolgono CH4 risultano idrocarburi.Alcuni esempi :

• In particolare H2 reagisce con i composti del C derivanti dalle precedenti reazioni dando luogo alla formazione di CH3 (metile).

2 24

24

HCHγCH

HHCHγCH

• Il metile (CH3) ha un elettrone spaiato, è perciò molto reattivo. Due molecole di metile possono combinarsi tra loro formando etano:

Ove M è una molecola che funge da catalizzatore.

MHCMCHCH 6233


• Altro set di reazioni di particolare interesse è quello in cui CH4 perde 3 H e si formano i radicali CH molto reattivi.

Si possono dunque innescare serie di reazioni che danno luogo alla formazione di catene:

HCH CH CH CH 224


L’etilene C2H4 può a sua volta prendere parte in reazioni di fotodissociazione in cui viene prodotto l’acetilene C2H2 e da qui hanno inizio reazioni i cui prodotti sono molecole alifatiche sempre più complesse.

HCHCCHCCHCCHHC

HCHCγCHHC


Tabella riassuntiva dei processi presenti nell'atmosfera di Titano

La presenza di grandi quantità di azoto modifica la fotochimica del carbonio. Infatti N2 si dissocia in 2 atomi N sotto l’azione di fotoni solari, raggi cosmici ed elettroni della magnetosfera di Saturno.

N può reagire con C producendo nitrili: composti organici contenenti gruppi CN.


Le abbondanze osservate di CO e CO2 indicano che la produzione di CO deve essere frutto di due meccanismi:

• Dissociazione di CO2

• Reazioni che coinvolgono i prodotti della dissociazione di H2O e di CH4.

L’ H2O può derivare da particelle ghiacciate di comete o degli anelli di Saturno.


Immagini dell’atmosfera

La sonda Cassini ha realizzato questa immagine di Saturno attraverso la foschia della alta atmosfera di Titano.


Immagine dell’alta atmosfera


Nubi

Nubi fotografate dalla sonda Cassini.

Il persistente moto convettivo di sistemi nuvolosi ha portato a pensare che sul satellite, durante l’estate, possa cadere una pioggia di metano.


Nubi: questa sequenza di immagini mostra l’evoluzione di un sistema di nubi nell’arco di cinque ore.



Nubi “monsoniche”

Queste immagini, ottenute dalla sonda Huygens, mostrano una fitta rete di canali vicino ad una linea costiera.

3. La superficie di Titano

Immagini della superficie: la struttura lineare e brillante, che si nota in figura, sembra scavata da ghiaccio di acqua. I brevi canali scuri possono segnalare la presenza di una sorgente di CH4 liquido.


Dati recenti confermano che Titano ha una superficie giovane e dinamica modificata da i quattro processi geologici principali:


• Attività vulcanica• Attività Tettonica• Erosione• Craterizzazione da impatto

La struttura nel riquadro è probabilmente un vulcano che fornisce metano all’atmosfera.


Il Vulcano di Titano

Il vulcano della foto precedente osservato in diverse lunghezze d’onda:

Immagine IR


Questa mappa geologica del vulcano mostra strutture circolari che probabilmente sono flussi di materiale fuoriuscito durante le eruzioni. La parte centrale è simile ad una caldera.

La zona rossa in figura indica la presenza di materiali liquefatti.


Il Vulcano di Titano


Superficie di Titano: le zone scure sono depositi di materiale espulso da criovulcani.

Le zone chiare sono sopraelevate rispetto alla pianura scura e sono probabilmente di origine tettonica.

Forse si sono formate in seguito alla deformazione della crosta ghiacciata di Titano.


Attività Tettonica su TitanoAttività Tettonica su Titano

Immagini di continenti

La Cassini ha fotografato questa regione brillante che costituisce un continente chiamato Xanadu.

Le macchie bianche vicino al polo Sud sono nubi.

• Uno zoom sulla regione Xanadu

• Un crinale sopraelevato rispetto ad una pianura.


Le diverse zone di Titano sono evidenti in questa immagine


In questa immagine si vedono delle dune di materiale organico create da vento di direzione est–ovest.


Fenomeni di Erosione su Titano

Alla base di questi blocchi di ghiaccio si notano segni di erosione, forse prodotti da attività fluviale.


Fenomeni di Erosione su Titano

Il cratere più grande di Titano è stato sicuramente prodotto da un impatto. Il materiale espulso durante la collisione presenta una diversa composizione rispetto a quello circostante, questo suggerisce che gli elementi della crosta del satellite cambino con la profondità.


Crateri di Titano

La forma asimmetrica degli ejecta sembra indicare la presenza di vento atmosferico.Non è presente il picco centrale, tipico dei crateri da impatto: si ritiene che sia stato eroso.


Crateri di Titano

La superficie di Titano è più giovane di quelle degli altri satelliti di Saturno.I detriti, i processi geologici e le piogge possono mascherare i crateri.


Crateri di Titano

Immagini della superficie: esempi di crateri da impatto che segnano la superficie di Titano:


Crateri di Titano


Se il CH4 distrutto a causa della dissociazione non venisse sostituito, si esaurirebbe in 1 milione di anni.

È stata perciò avanzata l’ipotesi della presenza di un serbatoio di CH4 sulla superficie o in profondità.

Serbatoio di Metano

4. Gli Oceani4. Gli Oceani

Sulla superficie di Titano, le condizioni Sulla superficie di Titano, le condizioni sono molto vicine a quelle che individuano sono molto vicine a quelle che individuano il punto triplo del CHil punto triplo del CH44, questo porta a , questo porta a

credere che ci siano mari od oceani di CHcredere che ci siano mari od oceani di CH44..

Una conferma di questa ipotesi venne dalUna conferma di questa ipotesi venne dal

profilo di temperatura del satellite ottenutoprofilo di temperatura del satellite ottenuto

attraverso l’atmosfera dai Voyager.attraverso l’atmosfera dai Voyager.

Una atmosfera, che giaccia su un corpo liquido e sia in equilibrio con esso, è saturata dal vapore ed il suo profilo di temperatura è diverso da quello di una atmosfera non saturata.

4. Gli Oceani

In particolare, il gradiente di temperatura di una atmosfera satura è chiamato wet adiabatic lapse rate, che per un oceano di metano ed etano è 1.4 °K km-1, compatibile con

(1.38 ± 0.1) °K km-1 osservato dai Voyager.

Modelli per gli oceani

Esistono due modelli estremi per gli oceani:

• Oceano freddo e ricco di etano

• Oceano più caldo e ricco di metano • Costituirebbe il serbatoio che, per circa 1 Ga,

rifornisce all’atmosfera il metano perduto nella dissociazione.

4. Gli Oceani

Vento e moto ondoso

Ci sono evidenze indirette a favore dell’esistenza di vento nella atmosfera di Titano.

Ad esempio:• Voyager 1 ha osservato una differenza di

temperatuta di 15 °K tra l’equatore e la latitudine 60°.

4. Gli Oceani

Se è presente un corpo liquido sulla superficie del satellite, è ragionevole pensare che in esso si generi moto ondoso.

4. Gli Oceani

Su Titano la gravità è circa il 15% di quella terrestre, si pensa dunque che le onde raggiungano altezze molto elevate rispetto a quelle terrestri a parità di condizioni.

Le immagini Le immagini dimostrano che la dimostrano che la superficie di Titano è superficie di Titano è modificata dal flusso modificata dal flusso di materiali liquidi e da di materiali liquidi e da detriti trasportati dal detriti trasportati dal vento.vento.

4. Vento e moto ondoso

Esperimenti sulla presenza di OceaniEsperimenti sulla presenza di Oceani

Nel ’90 la NASA inviò un segnale di Nel ’90 la NASA inviò un segnale di λ λ = 3.5 cm = 3.5 cm verso Titano, con lo scopo di analizzare verso Titano, con lo scopo di analizzare l’intensità del segnale riflesso. l’intensità del segnale riflesso.

4. Gli Oceani

La radiazione di quella lunghezza non subisce l’influenza di nebbia o nubi nell’atmosfera, dunque, l’intensità del segnale di ritorno è sensibile al tipo di materiale presente sulla superficie che lo riflette.

4. Gli Oceani

L’esperimento, ripetuto in diverse zone L’esperimento, ripetuto in diverse zone del satellite, ha dato esiti differenti. del satellite, ha dato esiti differenti. In particolare sono state individuate :

– Una zona Una zona Radar Bright, Radar Bright, in cui sembra in cui sembra predominante uno strato di acqua ghiacciata, predominante uno strato di acqua ghiacciata, pulitapulita..

– Una zona circostante, in cui può essere Una zona circostante, in cui può essere presente un oceano di idrocarburi che, per presente un oceano di idrocarburi che, per avere riflettività compatibile con le avere riflettività compatibile con le osservazioni, deve essere schiumoso, a osservazioni, deve essere schiumoso, a causa del moto ondoso, o inquinato da causa del moto ondoso, o inquinato da elementi solidielementi solidi

Laghi su Titano

In questa fotografia appare una regione scura che probabilmente è un lago.

Laghi nella zona polare nord di Titano..

Confronto fra i laghi di Titano e quelli della Terra.

5. La missione Cassini-HuygensGli obiettivi della missione erano:

1.1. Determinare i componenti principali della superficie e dell'atmosfera Determinare i componenti principali della superficie e dell'atmosfera di Titano per poter costruire un modello di evoluzione del satellitedi Titano per poter costruire un modello di evoluzione del satellite; ; determinare la topografia di Titano e la sua struttura interna. determinare la topografia di Titano e la sua struttura interna.

2. Osservare la distribuzione dei gas e delle molecole più complesse; scovare i processi creatori dell'energia necessaria per la chimica dell'atmosfera; determinare gli effetti della luce solare sulla stratosfera; formazione e composizione dell'aerosol.

3.3. Misurare venti e temperature; studiare la fisica Misurare venti e temperature; studiare la fisica dell'atmosfera.dell'atmosfera.

4. Studiare l'alta atmosfera e le sue interazioni col campo magnetico di Saturno.

5. Studiare la presenza di grosse componenti sulla superficie simili 5. Studiare la presenza di grosse componenti sulla superficie simili a continenti.a continenti.

Tra i risultati, quattro sono di straordinaria importanza :

1.1. Età e storia della superficie.Età e storia della superficie.

2. Origine dell'atmosfera.2. Origine dell'atmosfera.

3. “Ciclo dei liquidi” e 3. “Ciclo dei liquidi” e del metano.del metano.

4. Presenza di vita.4. Presenza di vita.

Età e storia della superficieEtà e storia della superficieDetta Detta DD la densità atmosferica di un pianeta, la densità atmosferica di un pianeta,un asteroide di raggio un asteroide di raggio RR e densità e densità dd si distruggerà si distruggeràal contatto con l'atmosfera se è più piccolo di unal contatto con l'atmosfera se è più piccolo di unraggio caratteristicoraggio caratteristico

r= D /d H /

Data la sua densità atmosferica e la Data la sua densità atmosferica e la pressione di scala, Titano appare simile pressione di scala, Titano appare simile a Venere, in quanto non vi sono crateria Venere, in quanto non vi sono crateripiù piccoli di alcuni km. più piccoli di alcuni km.

Processi posteriori tenderanno a Processi posteriori tenderanno a cancellare dalla superficie i segni cancellare dalla superficie i segni dell'impatto, rigenerando così la ferita dell'impatto, rigenerando così la ferita del pianeta. del pianeta.

dove H= (kT/mg) è detta “pressure scale height”.dove H= (kT/mg) è detta “pressure scale height”.

Età e storia della superficie Età e storia della superficie

Tutti questi dati fanno pensare che la Tutti questi dati fanno pensare che la parte maggiore della superficie di parte maggiore della superficie di Titano abbia, al massimo, fra 130 e Titano abbia, al massimo, fra 130 e 300 Myr300 Myr. .

Vi è un solo un largo cratere, con un Vi è un solo un largo cratere, con un diametro di circa 400 km, probabilmente diametro di circa 400 km, probabilmente derivante da un impatto molto violento: derivante da un impatto molto violento: il cosiddetto “Circus Maximus”. il cosiddetto “Circus Maximus”.

I processi di “rigenerazione” sono:I processi di “rigenerazione” sono:

• CriovulcanismoCriovulcanismo

• Fiumi di metano liquido;Fiumi di metano liquido;

• Caduta di particelle dell'aerosol;Caduta di particelle dell'aerosol;

• VentiVenti

• Fiumi di metano liquido:Fiumi di metano liquido: la loro presenza è molto discussa. Gli strumenti hanno mostrato, vicino al luogo di atterraggio della Huygens, una zona simile ai resti di un lago, nel passato riempita da un liquido che ha lasciato dei sedimenti di colore nero. Le highlands circostanti erano percorse da canali dello stesso liquido. Si pensa a metano liquido, trasportato da piogge o effluvi sotterranei di non determinata portata. Il terreno era molto simile a neve molto compattata o alla sabbia bagnata.

Origine dell'atmosferaOrigine dell'atmosfera

Siccome la composizione dell'atmosfera Siccome la composizione dell'atmosfera ha qualche somiglianza con quella delle ha qualche somiglianza con quella delle comete, ci sono due correnti di pensiero. comete, ci sono due correnti di pensiero.

1. Titano si è sviluppato come gli altri 1. Titano si è sviluppato come gli altri satelliti, ad esempio Ganimede e Callisto. satelliti, ad esempio Ganimede e Callisto. In seguito ha catturato i gas presenti In seguito ha catturato i gas presenti nell'atmosfera di comete di passaggio sul nell'atmosfera di comete di passaggio sul suo piano orbitale (Griffith et al., 1995) suo piano orbitale (Griffith et al., 1995)

Origine dell'atmosfera Origine dell'atmosfera

2.2. Titano avrebbe accumulato nel suo ghiaccio Titano avrebbe accumulato nel suo ghiaccio composti dell'azoto e del carbonio in grande composti dell'azoto e del carbonio in grande quantità sin dalla sua formazione, data l'enorme quantità sin dalla sua formazione, data l'enorme concentrazione degli stessi nei primi istanti di concentrazione degli stessi nei primi istanti di vita del pianeta. I componenti principali vita del pianeta. I componenti principali dell'atmosfera sono azoto molecolare e metano.dell'atmosfera sono azoto molecolare e metano.

Ora si propende a ritenere plausibile il Ora si propende a ritenere plausibile il secondo modello. Inoltre, dalle rilevazioni secondo modello. Inoltre, dalle rilevazioni della Cassini, si pensa che nel tempo sia della Cassini, si pensa che nel tempo sia fuggita via una quantita di azoto pari a 5 fuggita via una quantita di azoto pari a 5 volte la concentrazione attuale.volte la concentrazione attuale.

Origine dell'atmosfera Origine dell'atmosfera

La completa assenza di gas nobili, eccezion La completa assenza di gas nobili, eccezion fatta per l'argo, è una ulteriore prova del fatto fatta per l'argo, è una ulteriore prova del fatto che siano processi endogeni a creare i gas dalle che siano processi endogeni a creare i gas dalle componenti intrappolate nel ghiaccio dai componenti intrappolate nel ghiaccio dai planetesimi.planetesimi.

Infine si pensa che il biossido di carbonio Infine si pensa che il biossido di carbonio venga convertito, attraverso processi di venga convertito, attraverso processi di riduzione all’interno del satellite, in riduzione all’interno del satellite, in metano, che viene inviato continuamente metano, che viene inviato continuamente sulla superficie e, poi, nell'atmosfera sulla superficie e, poi, nell'atmosfera stessa.stessa.

““Liquid cycle” e metanoLiquid cycle” e metano

La Cassini ci ha mostrato Titano come un mondo simile alla Terra:venti, vulcanismo, nebbia e un componente universale vicino al suo punto triplo, che gioca un ruolo simile all'acqua: il metano.

Come l'acqua, il metano trasporta energia e materia, partecipando a un'enorme complesso di fenomeni chimici che generano idrocarburi, molto interessanti dal punto di vista biologico.

Il radar ha mostrato enormi laghi composti per lo più da metano o da un miscuglio omogeneo di metano-etano. I modelli hanno fatto notare che la quantità di liquido è molto inferiore a quella necessaria alla complessità della meteorologia del satellite. Non si conoscono ancora le sorgenti che riforniscono i laghi e che bilanciano la massa mancante.

““Liquid cicle” e metanoLiquid cicle” e metano

La questione della quantità di metano è molto importante per i La questione della quantità di metano è molto importante per i modelli di atmosfera avanzati. Se vi era un eccesso di metano nel modelli di atmosfera avanzati. Se vi era un eccesso di metano nel passato, si ha una modello stabile. Se, invece, non c'era, è la passato, si ha una modello stabile. Se, invece, non c'era, è la superficie ad essere il vero contenitore di metano e l'atmosfera ha superficie ad essere il vero contenitore di metano e l'atmosfera ha un comportamento molto dinamico. un comportamento molto dinamico.

Un modello stabile darebbe una spiegazione della mancanza di Un modello stabile darebbe una spiegazione della mancanza di idrogeno nell’atmosfera: infatti i processi responsabili della idrogeno nell’atmosfera: infatti i processi responsabili della liquefazione del metano avrebbero utilizzato l’idrogeno molecolare liquefazione del metano avrebbero utilizzato l’idrogeno molecolare per creare composti del metano stesso. Ciò avrebbe abbassato la per creare composti del metano stesso. Ciò avrebbe abbassato la temperatura dell’atmosfera.temperatura dell’atmosfera.

Comunque sia, vi sono innumerevoli prove del fatto che su Comunque sia, vi sono innumerevoli prove del fatto che su Titano c'è – o c'era – un ciclo dei liquidi, o meglio un ciclo del Titano c'è – o c'era – un ciclo dei liquidi, o meglio un ciclo del metano. Prova ne sono gli innumerevoli canali, i laghi – se di metano. Prova ne sono gli innumerevoli canali, i laghi – se di questo si tratta – o le evidenti prove di erosione. questo si tratta – o le evidenti prove di erosione.

““Liquid cicle” e metanoLiquid cicle” e metano

Se l’evoluzione non segue un modello stabile, allora il pianeta è Se l’evoluzione non segue un modello stabile, allora il pianeta è passato attraverso epoche calde e fredde a partire da 2 Gyr fa, passato attraverso epoche calde e fredde a partire da 2 Gyr fa, quando la radiazione solare era sufficiente a stabilizzare quando la radiazione solare era sufficiente a stabilizzare un’atmosfera di solo azoto. Tutto ciò perchè la radiazione solare ha un’atmosfera di solo azoto. Tutto ciò perchè la radiazione solare ha cambiato intensità nel corso degli ultimi 2 - 3 Gyr. Esempi sono le cambiato intensità nel corso degli ultimi 2 - 3 Gyr. Esempi sono le glaciazioni che hanno colpito la Terra e Marteglaciazioni che hanno colpito la Terra e Marte

Per altri modelli stabili, la presenza dell’aerosol avrebbe comportato Per altri modelli stabili, la presenza dell’aerosol avrebbe comportato una diminuzione della temperatura superficiale fino a quella attuale una diminuzione della temperatura superficiale fino a quella attuale (85-90 °K), necessaria per la liquefazione del metano e la scomparsa (85-90 °K), necessaria per la liquefazione del metano e la scomparsa dell’idrogeno molecolare.dell’idrogeno molecolare.

Su tali risultati, potremmo dire che fra 5 Gyr, quando il Sole sarà Su tali risultati, potremmo dire che fra 5 Gyr, quando il Sole sarà una gigante rossa, Titano si ritroverà nella fascia abitabile. Allora, una gigante rossa, Titano si ritroverà nella fascia abitabile. Allora, grazie alla elevata temperatura del suolo, si formeranno laghi di grazie alla elevata temperatura del suolo, si formeranno laghi di acqua e ammoniaca, la “nebbia” scomparirà grazie alla elevata acqua e ammoniaca, la “nebbia” scomparirà grazie alla elevata attività solare e la vita potrebbe affacciarsi sul satellite di Saturno in attività solare e la vita potrebbe affacciarsi sul satellite di Saturno in forme molto diverse da come le conosciamo noi.forme molto diverse da come le conosciamo noi.

Presenza di vita.Presenza di vita.

La prova che non vi sia vita macro - o La prova che non vi sia vita macro - o microscopica su Titano deriva dal calcolo microscopica su Titano deriva dal calcolo del rapporto Cdel rapporto C1212/C/C1313, che per il satellite , che per il satellite vale circa 82. vale circa 82.

Siccome per la Terra il valore è maggiore Siccome per la Terra il valore è maggiore (circa 95), si può presumere che non vi sia (circa 95), si può presumere che non vi sia nessun essere vivente – batterico o nessun essere vivente – batterico o vegetale -, neppure nelle forma vegetale -, neppure nelle forma microscopica. microscopica.

6. Ipotesi per la formazione di TitanoTitano può essersi formato dalla contrazione della nube Titano può essersi formato dalla contrazione della nube protosaturno, attorno ad un nucleo solido. Per la protosaturno, attorno ad un nucleo solido. Per la conservazione del momento angolare si deve essere conservazione del momento angolare si deve essere formato un disco di gas, ricco di CHformato un disco di gas, ricco di CH44, NH, NH33 e polvere e polvere attorno al protopianeta.attorno al protopianeta.

Nelle prime fasi della formazione, Titano sarebbe Nelle prime fasi della formazione, Titano sarebbe stato un oggetto caldo e di composizione omogenea.stato un oggetto caldo e di composizione omogenea.In seguito al raffreddamento, gli elementi più pesanti In seguito al raffreddamento, gli elementi più pesanti tendono a cadere verso il centro, lasciando in tendono a cadere verso il centro, lasciando in superficie quelli più leggeri.superficie quelli più leggeri.

Presenza di vitaPresenza di vita

Infatti i processi metabolici degli Infatti i processi metabolici degli organismi porterebbero a un accumulo del organismi porterebbero a un accumulo del CC1212 . .

Inoltre non si sono trovati segni tangibili Inoltre non si sono trovati segni tangibili di vita microscopica, come – ad esempio -di vita microscopica, come – ad esempio -

resti “fossili” di batteri.resti “fossili” di batteri.

Future missioni astrobiologicheFuture missioni astrobiologiche1. CHIMICA DEI SISTEMI ORGANICI IN ASSENZA DI H20: sistemi organici, sostenuti dall'energia derivante dai processi di polimerizzazione, simile all'energia geotermica, potrebbero svilupparsi su tempi molto lunghi. Candidato ideale come base per la vita è l'acrilonitrile CH2CHCN. Resta da capire come funga da catalizzatore, vista la sua natura non polare.

2. CHIMICA DEI SISTEMI ORGANICI IN PRESENZA DI H20: ciò potrebbe verificarsi nei crateri derivanti da impatto, dove si è visto che vi è un modesto accumulo di acqua liquida per brevissimi periodi. Il problema è la ricerca di siti adatti e di recenti cadute di meteoriti.

3. VITA NELL'INTERNO DEL PIANETA: si deve cercare di capire se sotto la regione di ghiaccio di Titano, posta poco al di sotto della superficie, vi sia una zona mista di acqua e ammoniaca liquida (come pensa J. Lunine). Questa mistura potrebbe essere la base per la formazione della vita e della energia necessaria per farla proliferare. Il problema è capire quanto il ghiaccio sia spesso e se giochi un ruolo fondamentale nello sviluppo delle forme viventi, qualunque esse siano.

Bibliografia

• Conway et al.

“An Introduction to Astrobiology”

Cambridge University Press

• Sullivan e Baros

“Planets and Life: the emerging science of astrobiology”

Cambridge University Press

Online resource:

• http://saturn.jpl.nasa.gov

Francesca Ferrari Gaetano Brando

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