A spasso per il Sistema Solare. E oltre. (ii)

(Una scia nuvolosa nella parte alta dell’atmosfera di Nettuno. – fotografia NASA/JPL)

Le nevicate di metano su Titano, e ancora più lontano.

di Andrea Pacifici

[segue]

I giganti gassosi
Allontanandoci ancora un po’ dal Sole, oltre la fascia degli asteroidi, troppo piccoli per avere un’atmosfera vera e propria, ci sono i grandi pianeti gassosi: Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Questi pianeti hanno atmosfere molto spesse e dense, costituite principalmente da elio e idrogeno, oltre che da sostanze come ammoniaca, metano, zolfo, acqua e altri composti in percentuale minore. Non è ancora chiaro se tutti e quattro questi pianeti abbiano un nucleo solido o solo liquido. Comunque sia, per loro è impossibile immaginare una crosta solida da cui osservare un cielo solcato da nuvole: le atmosfere sono così spesse e dense che la luce solare non penetrerebbe così in profondità. Dalla loro superficie, liquida o solida che sia, vedremmo solo buio intorno a noi. Tuttavia, grandi masse nuvolose sono visibili dall’esterno.
Giove ha un’atmosfera suddivisa in bande parallele all’equatore, e nubi formate da ammoniaca e idrosolfuro di ammonio, oltre a enormi vortici ciclonici e anticiclonici, il più grande dei quali è la famosa grande macchia rossa. Tra le nubi di Giove, la sonda Galileo ha osservato temporali con fulmini decine di migliaia di volte più intensi di quelli terrestri.
Saturno ha un’atmosfera simile a quella di Giove, anche se con bande e vortici meno evidenti. Questo non significa che ci sia meno energia: anche su Saturno sono state osservate nubi temporalesche, fulmini e venti che all’equatore soffiano fino a 1.800 km/h.
Urano ha formazioni nuvolose considerate tra le più brillanti tra quelle osservate nel Sistema Solare esterno, e formate probabilmente da cristalli di metano. Nettuno è caratterizzato da sistemi tempestosi estremamente dinamici, con macchie scure e chiare simili alla grande macchia rossa di Giove, anche se più piccole, accompagnate da nubi formate da cristalli di metano e altre sostanze.

(foto NASA/ Johns Hopkins University  Applied Physics Laboratory/ Southwest Research Institute/ Goddard Space Flight Center)
(foto NASA/ Johns Hopkins University
Applied Physics Laboratory/ Southwest Research Institute/ Goddard Space Flight Center)

Le nuvole di Titano
La maggior parte dei satelliti dei pianeti del Sistema Solare, come la nostra Luna, non ha un’atmosfera. Alcuni ne hanno una estremamente tenue, come i satelliti di Giove Ganimede, Callisto, Europa, Io, i satelliti di Urano Miranda e Titania, e il satellite di Nettuno chiamato Tritone. Ma il più grande dei satelliti di Saturno, Titano, possiede una vera atmosfera.
L’atmosfera di Titano è costituita da azoto (98,4%), metano (1,4%) e piccole quantità di numerosi altri gas. Ha un colore giallognolo dovuto a spesse nebbie che impediscono di vederne la superficie, e che sono formate da sostanze organiche originate dall’interazione tra il metano atmosferico e la luce ultravioletta emessa dal Sole. La pressione al suolo è circa una volta e mezza quella sulla Terra e la temperatura media è attorno a -180°C. A queste condizioni di temperatura e pressione il metano può trovarsi in forma gassosa, liquida e solida, come accade per l’acqua sulla Terra. Questo comporta che su Titano esista un ciclo del metano, analogo al ciclo dell’acqua a cui siamo abituati sul nostro pianeta e capace di dare origine a laghi e fiumi di metano, nuvole di metano e, naturalmente, piogge (e forse nevicate) di metano. Visto dalla superficie di questo satellite, quindi, il cielo appare di un colore giallognolo, sempre coperto da alte foschie. Ma talvolta, nei giorni di pioggia, è attraversato da bianche nubi di metano.

(foto NASA/JPL/Space Science Institute)
(foto NASA/JPL/Space Science Institute)

Oltre il Sistema Solare
Negli ultimi 15 anni sono stati scoperti oltre 400 pianeti orbitanti attorno a stelle diverse dal Sole. Questi pianeti, chiamati esopianeti o pianeti extra-solari, sono troppo distanti da noi (da decine a migliaia di anni luce) per essere osservati direttamente, ma la loro presenza è testimoniata dalle perturbazioni che inducono sulla posizione e la luminosità delle stelle attorno a cui orbitano. La maggior parte di questi corpi è simile ai giganti gassosi del nostro Sistema Solare, come Giove o Saturno, ma alcuni di essi sono di tipo roccioso, come la Terra o Marte.
Benché gli esopianeti siano troppo lontani per essere raggiunti e fotografati da sonde automatizzate, le analisi spettrali delle loro atmosfere potranno fornire informazioni sulle loro proprietà e dirci se vi possano essere condizioni adatte alla vita. Così, anche se non saremo mai in grado di vedere le loro nuvole, potranno essere i loro cieli a dirci se c’è altra vita nell’universo.

Andrea Pacifici vive e lavora a Lucca. Ha una laurea in Geologia e un dottorato di ricerca in Scienze planetarie. Si occupa di telerilevamento e geologia sia per la Terra che per gli altri corpi del Sistema Solare