Gli scienziati, guidati da Conor Nixon, un astronomo del Goddard Space Flight Center della NASA, stanno utilizzando il telescopio spaziale indagare sull'atmosfera e sul clima di Titano, una delle lune più eccitanti del nostro Sistema Solare.
È la più grande luna di Saturno, con un raggio di 2574 chilometri (più grande di Mercurio) e la seconda più grande del nostro Sistema Solare dopo Ganimede. Ed è anche l'unico altro posto nel Sistema Solare, oltre al nostro pianeta, ad avere liquido stabile in superficie ma per quanto i panorami possano sembrare familiari, risultano indubbiamente diversi. I flussi di idrocarburi liquidi, principalmente metano, striano la superficie ghiacciata con fiumi, laghi e mari riempiti dalla pioggia rilasciata dalla densa atmosfera. Quest'ultima è composta prevalentemente di azoto, con sistemi nuvolosi di metano, che si comporta come il vapore acqueo sulla Terra. Una fitta foschia avvolge e disperde la luce, rendendo molto difficili le osservazione della superficie mentre i venti creano enormi dune di sabbia di idrocarburi. Ora, il JWST ha osservato la complessa atmosfera della luna e risultati preliminari sono davvero spettacolari.
"Abbiamo aspettato anni per studiare l'atmosfera di Titano con la visione a infrarossi di Webb, compresi i suoi affascinanti modelli meteorologici e la composizione gassosa, e anche per vedere attraverso la foschia e studiare le caratteristiche dell'albedo (chiazze luminose e scure) sulla superficie. L'atmosfera di Titano è incredibilmente interessante, non solo per le sue nubi e tempeste di metano ma anche per quello che può dirci sul passato e sul futuro di Titano, incluso se ha sempre avuto un'atmosfera. Siamo rimasti assolutamente soddisfatti dei primi risultati", spiegano i ricercatori nel comunicato.
Nuvole in evoluzione
Nixon ha prenotato il JWST per trascorrere 15 ore a osservare Titano durante il primo anno di attività, con l'obiettivo di studiare l'atmosfera della luna, mappare la distribuzione della foschia e identificare nuovi gas.
Confrontando diverse immagini catturate dalla Near-Infrared Camera (NIRCam) di Web, il team ha identificato due nuvole, tra cui, una situata sopra Kraken Mare, il più grande dei mari di Titano.
"Eravamo preoccupati che le nuvole fossero scomparse quando abbiamo guardato Titano due giorni dopo con Keck", ha detto nella dichiarazione Imke de Pater, astronomo dell'Università della California, Berkeley, che guida le osservazioni di Keck su Titano. "Ma con nostra grande gioia c'erano nuvole nelle stesse posizioni, sembrava che avessero cambiato forma". Tuttavia, non è detto che le nuvole viste da Keck siano le stesse del JWST.
“Emozionante davvero! Sono contento che lo stiamo vedendo, dal momento che abbiamo previsto un bel po' di attività nuvolosa per questa stagione! Non possiamo essere sicuri che le nuvole del 4 e 6 novembre siano le stesse nuvole, ma sono una conferma dei modelli meteorologici stagionali”, ha detto Juan Lora della Yale University.
Gli scienziati si aspettano altra attività nuvolosa nell'emisfero settentrionale che ora si trova in piena estate e dove la superficie viene maggiormente riscaldata dal calore del Sole.
"Rilevare le nuvole è entusiasmante perché convalida le previsioni di lunga data dei modelli sul clima di Titano, secondo cui le nuvole si formerebbero prontamente nell'emisfero nord durante la tarda estate, quando la superficie è riscaldata dal Sole", spiegano i ricercatori.
Evoluzione delle nuvole su Titano nell'arco di 30 ore tra il 4 e il 6 novembre 2022, vista da Webb NIRCam (a sinistra) e Keck NIRC-2 (a destra). 'emisfero finale di Titano visto qui sta ruotando da sinistra (alba) a destra (sera) visto dalla Terra e dal Sole. La nuvola A sembra ruotare mentre la nuvola B sembra dissiparsi o muoversi dietro la parte di Titano rivolta verso di noi. Le nuvole non durano a lungo su Titano o sulla Terra, quindi quelle viste il 4 novembre potrebbero non essere le stesse viste il 6 novembre. L'immagine NIRCam utilizzava i seguenti filtri: Blu=F140M (1,40 micron), Verde=F150W (1,50 micron), Rosso=F200W (1,99 micron), Luminosità=F210M (2,09 micron). L'immagine Keck NIRC-2 utilizzava: Rosso=He1b (2,06 micron), Verde=Kp (2,12 micron), Blu=H2 1-0 (2,13 micron).
Crediti: Webb Titan GTO Team
In attesa di nuovi risultati
Il team ha anche raccolto spettri con il Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) di Webb, che permette di accedere a molte lunghezze d'onda normalmente bloccate ai telescopi terrestri come Keck. E questi dati devono ancora essere analizzati.
"Questi dati, che stiamo ancora analizzando, ci permetteranno di sondare davvero la composizione dell'atmosfera inferiore e della superficie di Titano in modi che nemmeno la sonda Cassini poteva fare, e di saperne di più su cosa sta causando la caratteristica luminosa vista sopra il polo sud".
"Ci aspettiamo ulteriori dati su Titano da NIRCam e NIRSpec, nonché i nostri primi dati dal Mid-Infrared Instrument (MIRI) di Webb a maggio o giugno 2023. I dati MIRI riveleranno una parte ancora maggiore dello spettro di Titano, comprese alcune lunghezze d'onda che abbiamo mai visto prima. Questo ci fornirà informazioni sui gas complessi nell'atmosfera di Titano, nonché indizi cruciali per decifrare perché Titano è l'unica luna del Sistema Solare con un'atmosfera densa".
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