L’atmosfera di Titano e la continua ricerca di segnali di vita
Illustrazioni del più grande satellite naturale di Saturno, Titano. Crediti: NASA
Abitabilità, atmosfera, Titano
Quando ci si ritrova a parlare di vita extra terrestre e di eventuali elementi probatori, tendenzialmente si fa riferimento al pianeta Marte (a maggior ragione in questo periodo impegnativo per il pianeta rosso). Ad ogni modo, non dovremmo pensare esclusivamente ai marziani come possibili coinquilini del nostro Sistema Solare. Infatti, ogni anno vengono scoperti numerosi più esopianeti che vengono targati come potenzialmente abitabili. Per esempio, nel corso del 2020, l’esopianeta TOI-700d è stato aggiunto alla lista dei potenzialmente abitabili (indice di similarità pari a 0,93). Oltre ai pianeti extra-solari, ci sono numerosi satelliti ghiacciati che si candidano per ospitare la vita. Tra gli altri, è il caso di Titano, il quale con la sua atmosfera particolare e la presenza di oceani interni potrebbe garantire condizioni favorevoli.
L’importanza dell’atmosfera di Titano
Come accennato, Titano è il satellite più grande di Saturno e costituisce un corpo roccioso notevolmente massiccio. Basti pensare che supera il pianeta Mercurio per dimensioni, ed è secondo solo a Ganimede (luna di Giove) se consideriamo le caratteristiche di tutti i satellite naturali solari. Per diversi anni gli scienziati hanno pensato che i composti organici presenti nell’atmosfera di Titano nascondessero informazioni preziose. In particolare, il loro studio potrebbe fornire informazioni cruciali circa i momenti primordiali di sviluppo della vita su Terra.
La maggior parte delle informazioni su Titano sono disponibili grazie al lavoro fatto dalla sonda Cassini-Huygens tra 2004 e 2017. Cassini è riuscita a effettuare misurazioni importanti rilevando un comportamento simile a quello terrestre. In particolare, si è rilevato che Titano è l’unico corpo celeste del Sistema Solare ad avere un’atmosfera piena di azoto e ricca di diversi processi organici.
Si pensa che 2,8 miliardi di anni fa, quindi nel Mesoarcheano, l’atmosfera terrestre fosse simile a quella titanica. Quell’epoca giocò un ruolo determinante nello sviluppo della vita sul nostro pianeta e nella trasformazione della nostra atmosfera.
Le difficoltà nell’osservazione
Sebbene la superficie di questa luna speciale potrebbe darci indici vitali circa la nascita della vita, la sua osservazione risulta abbastanza complicata. Infatti, proprio l’atmosfera di Titano costituisce in tal caso un ostacolo fastidioso. Essa è caratterizzata da una densa foschia che diffonde la luce, respingendo qualsiasi tentativo di ingresso.
Questa foschia (detta hazy) consiste di nanoparticelle fatte di una grande varietà di molecole organiche complesse come carbonio, idrogeno e azoto. Queste molecole si formano in seguito a diverse reazioni chimiche dettate dalle radiazioni incidenti su metano, azoto ed altri gas presenti nell’atmosfera.
La nuova ricerca sull’atmosfera di Titano
Nonostante le difficoltà nell’osservare la sua superficie, a febbraio 2021 è giunta una nuova ricerca che pone l’attenzione proprio sull’atmosfera di Titano. Un team di scienziati provenienti da IBM di Zurigo, University of Pari-Saclay, University of Rouen at Mont-Saint-Aignan, e Fritz Haber Institute dalla Max Planck Society hanno collaborato per studiare la luna principale di Saturno.
Durante gli esperimenti, il team ha utilizzato i cosiddetti tholins, i quali comprendono vari composti organici contenenti carbonio che si formano in seguito ad esposizione a raggi UV e raggi cosmici. Queste molecole sono tipiche dei corpi ghiacciati, dove il metano superficiale ghiacciato è esposto alle radiazioni. La superficie che si genera è tipicamente rossastra e con macchie color seppia.
Per condurre le analisi, gli scienziati hanno ricreato un ambiente simile all’atmosfera di Titano in un laboratorio di Zurigo. Nello specifico, hanno inserito una miscela di metano e azoto in una camera in acciaio inossidabile. Poi hanno cercato di innescare diverse reazioni nella camera utilizzando delle scariche elettriche. Infine, hanno potuto analizzare circa un centinaio di molecole risultanti, ed ottenere immagini ad alta risoluzione di una dozzina di esse.
Per la prima volta è stato possibile risalire all’architettura molecolare di composti organici, per di più simili a quelli caratteristici della foschia arancione di Titano. Dunque, questa nuova tecnica può fornire un nuovo importante strumento per le future analisi di campioni di materiali astrobiologici. Questa tipologia di analisi potrebbe anche spiegare il ciclo del metano di Titano. Tale ciclo regola le transizioni che trasformano il metano dallo stato gassoso atmosferico, a quello liquido supercifiale che dà forma ai laghi titanici. Ma soprattutto, lo studio di questi composti (tholins) caratteristici della atmosfera di Titano, potrebbe spiegare come la Terra sia stata protetta dalle radiazioni dannose durante le prime fasi di sviluppo della vita.
Gli sviluppi futuri
Se quanto esposto da tali ricerche venisse confermato, sarebbe possibile capire sotto quali condizioni la vita è emersa sul nostro pianeta. Non solo, si potrebbe pensare di studiare l’abitabilità dello stesso Titano. Insomma, l’attrazione e l’interesse verso la luna di Saturno è nata nel 1980 con Voyager 1 e 2, ma non sembra volersi attenuare.
Anzi, i programmi della NASA prevedono il lancio di Dragonfly per il 2030. Si tratta di un rotorcraft che sarà incaricato di esplorare direttamente la superficie e l’atmosfera di Titano in cerca di segnali di vita. Dragonfly potrà contare sulla grande mole di dati raccolta da Cassini e farà parte del programma New Frontiers, insieme a New Horizons, Juno, e OSIRIS-REx. Le stesse sonde che hanno svelato i panorami ghiacciati di Plutone, le turbolenze di Giove, gli oggetti misteriosi della fascia di Kuiper, ed i dettagli di un asteroide.