La maggior parte di ciò che sappiamo su questo mondo ghiacciato è merito della missione Cassini-Huygens (2004-2017).
Come la Terra, Titano ha un'atmosfera densa ma è composta principalmente da azoto, con un tocco di metano. È l'unico corpo conosciuto nel Sistema Solare, oltre alla Terra, dove sono state trovate prove evidenti di pozze stabili di liquido superficiale (metano ed etano, invece di acqua). Alimentati dall'energia del Sole, dal campo magnetico di Saturno e dai raggi cosmici, sia l'azoto che il metano reagiscono su Titano per produrre molecole organiche di varie dimensioni e complessità. Si ritiene che l'acetonitrile (ACN) e il propionitrile (PCN) siano presenti nella caratteristica foschia gialla della luna sotto forma di aerosol e piovano sulla superficie, depositandosi come minerali solidi.

"Le molecole organiche semplici che sono liquide sulla Terra sono tipicamente cristalli minerali solidi ghiacciati su Titano a causa delle sue temperature estremamente basse, fino a -178 "C, ha affermato Tomče Runčevski, Ph.D., ricercatore principale del progetto. "Abbiamo scoperto che due delle molecole che potrebbero essere abbondanti su Titano, l'acetonitrile e il propionitrile, si presentano prevalentemente in una forma cristallina creando nano superfici altamente polari, che potrebbero fungere da modelli per l'autoassemblaggio di altre molecole di interesse prebiotico”.

Lo studio è stato pubblicato sull'American Chemical Society (ACS).


Ricetta in provetta

Prendi dei minuscoli cilindri di vetro, aggiungi l'acqua che diventa ghiaccio via via che viene abbassata la temperatura; aggiungi l'etano che diventa liquido, per imitare i laghi di idrocarburi visti dalla Cassini-Huygens. Poi, aggiungi l'azoto ed introduci ACN e PCN per simulare la pioggia atmosferica. Quindi alza e abbassa leggermente le temperature per imitare gli sbalzi termici sulla superficie della luna. Ed il gioco è fatto!

I cristalli che si sono formati durante questo esperimento sono stati analizzati utilizzando strumenti di diffrazione di neutroni e sincrotrone, esperimenti spettroscopici e misurazioni calorimetriche. Il lavoro, supportato da calcoli e simulazioni, ha coinvolto il team di Runčevski della Southern Methodist University, nonché scienziati dell'Argonne National Laboratory, del National Institute of Standards and Technology e della New York University.

"La nostra ricerca ha rivelato molto sulle strutture dei ghiacci planetari prima sconosciute", ha detto Runčevski. "Ad esempio, abbiamo scoperto che una forma cristallina di PCN non si espande uniformemente lungo le sue tre dimensioni. Titano subisce sbalzi termici e se l'espansione termica dei cristalli non è uniforme in tutte le direzioni, può causare la rottura della superficie lunare".


Passo successivo

Runčevski sta ora preparando cristalli di ACN, PCN e miscele di ACN e PCN per ottenere spettri dettagliati. "Gli scienziati saranno quindi in grado di confrontare questi spettri noti con la libreria spettrale raccolta da Cassini-Huygens e assegnare le bande non identificate", ha detto. Gli studi aiuteranno a confermare la composizione minerale su Titano e probabilmente forniranno spunti ai ricercatori che lavorano su una prossima missione della NASA su Titano, Dragonfly, che verrà lanciata nel 2027.