La sonda Cassini nell’orbita di Titano. Crediti: rendering NASA / JPL-Caltech.
Cacciatori di esopianeti e meteorologi su Titano. Professioni che si intrecciano, almeno stando a quanto scoperto dal team di scienziati che lavora ai dati della missione Cassini in orbita su Saturno: se teniamo a modello di riferimento le dense nubi che avvolgono la luna Titano è possibile comprendere meglio anche le caratteristiche delle atmosfere di pianeti extrasolari. Una nuova tecnica perfezionata dai ricercatori mostra l’enorme influenza che un cielo velato potrebbe avere sulla nostra capacità di conoscere o meno un mondo alieno in orbita attorno una stella lontana.
Pubblicato fra gli atti della National Academy of Sciences, il lavoro è opera del team di ricerca guidato da Tyler Robinson, Post-doc NASA dell’Ames Research Center di Moffett Field, California.
“Quante cose si possono imparare guardando un tramonto”, ha spiegato Robinson. “La luce di tramonti, stelle e pianeti può all’occorrenza venire separata in singoli colori, come succede quando un fascio di luce solare viene fatta passare attraverso un prisma di cristallo, al fine di rendere evidenti informazioni nascoste”. E sebbene sia enorme la distanza che ci separa dagli altri sistemi planetari, nel corso degli ultimi anni i ricercatori hanno sviluppato nuove e interessanti tecniche per raccogliere lo spettro luminoso dei pianeti extrasolari. Ogni qualvolta uno di questi nuovi mondi transita di fronte alla sua stella ospite, l’atmosfera (se ne ha una) viene illuminata a giorno, quel tanto che basta a un telescopio per registrare una traccia delle sfumature assunte dalla frazione di luce che l’attraversa.
Lo spettro di un’atmosfera extraterrestre permette agli scienziati di dedurre importanti informazioni riguardo temperatura, composizione e struttura di quei cieli lontani. Per fare questo è utile però avere qualche modello di riferimento, che Robinson e colleghi hanno trovato in Titano, il satellite naturale di Saturno che grazie alla sonda Cassini abbiamo imparato a conoscere bene. Le immagini trasmesse dagli strumenti a bordo della navicella hanno di fatto permesso agli scienziati di osservare Titano come un esopianeta in transito di fronte alla sua stella senza dover lasciare il Sistema Solare. Ecco allora che i tramonti della luna di Saturno possono rivelare quanto importanti possano essere gli effetti delle nubi sulla spettroscopia.
Molti pianeti e satelliti all’interno del Sistema Solare sono ricoperti da dense nubi e foschie ad alta quota. È facile dunque immaginare che altrettanti pianeti fuori dal nostro sistema possano presentare situazioni analoghe. Nuvole e nebbie costituiscono un ostacolo piuttosto consistente alle osservazioni di transito, per comprendere le quali è necessario un duro lavoro di ricercatori e specialisti che sappiano leggere dati utili a riconoscere una qualche firma distintiva di questi mondi alieni.
“Finora non era molto chiaro come le nuvole influenzassero la nostra osservazione dei pianeti in transito attorno a stelle lontane”, ha dichiarato Robinson. “Per questo abbiamo rivolto la nostra attenzione su Titano, un satellite nebuloso interno al nostro sistema e che abbiamo studiato abbondantemente grazie a Cassini”.
Il team di Robinson si è servito di quattro differenti osservazioni di Titano realizzate tra il 2006 e il 2011 con lo strumento dell’INAF-IAPS VIMS (Visible and Infrared Mapping Spectrometer) a bordo di Cassini. L’analisi dati include anche i complessi effetti della meteorologia del satellite di Saturno sull’analisi spettrometrica dello strumento, che ora può fornire un modello anche nell’osservazione di un pianeta extrasolare.
Il risultato è sconfortante: i cacciatori di esopianeti con gli occhi puntati sui transiti dei pianeti lontani di fronte a una stella potrebbero aver raccolto informazioni affidabili solo per ciò che riguarda il bordo più esterno dell’atmosfera di un esopianeta. Per Titano si parla di uno spessore di appena 150-300 chilometri, una piccola parte di un mantello di nubi denso e complesso.
Ma Titano dice anche di più: i dati riportano un’incidenza maggiore delle nubi sulle lunghezze d’onda corte (verso il blu). Cosa che non avviene per gli spettri dei pianeti extrasolari sotto studio, che sembrano riscontrare effetti omogenei su tutte le sfumature di colore di cui è composta la luce. A guardare il tramonto di Titano, si direbbe che c’è qualcosa che non va.