COME SI E' FORMATA L'ATMOSFERA DI TITANO
di Piter Cardone Titano è l'unico corpo roccioso del Sistema Solare, oltre la Terra e Venere, a possedere una densa
atmosfera. Ma come ha potuto formarsi tale coltre di gas?
Innanzi tutto, va chiarito che il modello classico di formazione dei planetesimi attorno ad una stella è
riportabile, naturalmente in scala minore, anche per i sottosistemi pianeti/satelliti. E' quindi ovvio pensare che
il modo con il quale i satelliti dei pianeti giganti si sono formati attorno al proprio pianeta sia essenzialmente
basato sulle stesse leggi (caduta gravitazionale di materia gassosa e polveri, conservazione del momento
angolare che dà luogo ad un disco di materia attorno al pianeta, ecc.) che hanno governato la formazione
dei pianeti della stella Sole. Il satellite Titano si è formato nella regione del Sistema Solare in cui prendeva
forma Saturno.
Si pensa che, in questa fase, la temperatura nelle immediate vicinanze del "pianeta degli anelli" sia arrivata a
circa 200-250°C e a circa 0-100°C nelle zone più distanti del disco di accrescimento di Saturno. Queste
temperature permettono la condensazione del vapore d'acqua e di altri gas in particelle di ghiaccio, che
formano altrettanti corpi in accrescimento per gravità e per collisioni (i futuri satelliti) in tempi relativamente
brevi (nell'ordine del migliaio di anni). Per il nostro Titano, tale processo ha portato ad un proto-satellite
costituito in maggioranza da materiale roccioso (circa il 55%) e da ghiacci d'acqua, metano ed ammoniaca,
oltre a vari altri gas anch'essi intrappolati in forma idratata.
Questa immagine mette a confronto lo spettro infrarosso (quindi di emissione) del bordo nord dell'atmosfera di Titano con gli
spettri d'assorbimento, ricavati in laboratorio, di due molecole, il cianoacetilene ed il cianogeno (l'immagine è tratta da Le
Scienze, n° 164, Aprile 1982, modificata).
Ovviamente, il processo di formazione ha portato ad un aumento di temperatura del satellite (dovuto
soprattutto alla liberazione di energia potenziale gravitazionale sotto forma di calore durante il suo
accrescimento, all'accrezione dovuta ai frequenti impatti e, poi, al decadimento degli isotopi radioattivi). Tale
aumento di temperatura ha dato luogo ad una parziale fusione dei materiali ghiacciati, facendo si che Titano
sviluppasse una primitiva atmosfera costituita da metano ed ammoniaca.
A questo punto, in questa visione un po' semplificata degli eventi, assumono un ruolo cruciale i raggi
ultravioletti solari, che hanno scisso l'ammoniaca liberando idrogeno (fuggito nello spazio perché
estremamente "leggero") e azoto, rimasto a costituire l'atmosfera "matura". Il resto dei costituenti
dell'atmosfera di Titano è derivato, verosimilmente, dalla rottura delle molecole di metano ad opera della
radiazione solare e nella ricombinazione delle specie reattive così formatesi nei modi più vari, dando luogo
all'atmosfera rilevata dalle Voyager, mostrata nel grafico qui sotto.
