Tritone, un cielo estivo di Metano e monossido di Carbonio

E’ piena estate nell’emisfero sud della luna di Nettuno, Tritone, come dimostra la prima analisi in assoluto ad infrarossi fin qui effettuata. Usando il VLT dell’ESO il team europeo di osservazione ha scoperto monossido di Carbonio e fatto una prima rilevazione di Metano nella sottile atmosfera di Tritone. Queste osservazioni rivelano che la sottigliezza dell’atmosfera varia stagionalmente aumentando nelle stagioni calde.

Abbiamo trovato una evidenza reale di come il Sole faccia sentire la sua presenza su Tritone anche se così lontano. Questa fredda luna, a dire il vero, ha le stagioni come noi le abbiamo sulla terra, solo che cambiano molto più lentamente“, dice Emmanuel Lellouch, primo autore della pubblicazione che riporta questa scoperta in Astronomy & Astrophysics.

Su Tritone, dove la temperatura media è di circa -235 gradi è attualmente estate nell’emisfero sud e inverno in quello nord. Come l’emisfero sud di Tritone aumenta di temperatura, un sottile strato di nitrogeno ghiacciato, metano e monossido di carbonio sublima in gas, assottigliando la fredda atmosfera con l’avanzare della stagione durante l’orbita di Nettuno intorno al Sole lunga 165 anni. Una stagione che su Tritone dura almeno 40 anni e Tritone ha passato il solstizio d’estate nel suo emisfero sud nel 2000.

Sulla base della quantità di gas misurato, Lellouch e i suoi colleghi hanno stimato che la pressione atmosferica di Tritone può essere cresciuta di un fattore quattro rispetto alle misurazioni fatte dal Voyager 2 nel 1989, quando era ancora primavera su questa luna gigante. La pressione atmosferica su Tritone è ora tra 40 e 65 microbar – 20 000 volte meno che sulla Terra.

Si era a conoscenza dell’esistenza di monossido di carbonio ghiacciato sulla superficie, ma Lellouche e il suo team hanno scoperto che lo strato superiore di Tritone si è arricchito di monossido di carbonio ghiacciato di un fattore dieci rispetto agli strati più profondi. Mentre la maggior parte dell’atmosfera di Tritone è composta da Nitrogeno (molto simile alla Terra), il metano nell’atmosfera, rilevato per primo dal Voyager 2 e ora confermato in questo studio fatto dalla Terra, gioca un ruolo evidentemente importante. “I modelli climatici e atmosferici di Tritone devono essere rivisti ora che abbiamo trovato monossido di carbonio e rimisurato il valore di metano” dice la co-autrice Catherine de Bergh.

Delle 13 lune di Nettuno, Tritone è di gran lunga la più grande, e con i suoi 2700 kilometri di diametro (tre quarti della Luna) è il settimo più grande satellite di tutto il sistema solare. Fin dalla sua scoperta nel 1846, Tritone ha affascinato gli astronomi grazie alla sua attività geologica e le molto differenti tipologie della sua superficie di ghiaccio, dal Nitrogeno, all’acqua e al ghiaccio secco (diossido di carbonio), oltre che per la sua unicità nel ruotare al contrario [1].

Non è facile osservare l’atmosfera di Tritone il quale è indicativamente 30 volte più lontano dal Sole che la Terra. Negli anni ‘80, gli astronomi hanno teorizzato che l’atmosfera della luna di Nettuno potesse essere tanto spessa quanto quella di Marte (7 millibar). Con il passaggio della Voyager 2 nel 1989 fu rilevata l’atmosfera di nitrogeno e metano, ad una pressione di 14 microbar, 70 000 volte meno densa dell’atmosfera terrestre. Da allora, le osservazioni da terra sono state limitate. Le osservazioni delle occultazioni stellari (un fenomeno che accade quando un corpo del Sistema Solare passa di fronte ad una stella e interrompe la sua luce) indicavano che la pressione della superficie di Tritone  era crescente negli anni ’90. Grazie allo sviluppo del Cryogenic High-Resolution Infrared Echelle Spectrograph (CRIRES) al Very Large Telescope (VLT) il team ebbe l’opportunità di ottenere maggiori risultati nello studio dell’atmosfera di Tritone. “Necessitavamo della sensibilità e della capacità di CRIRES per ottenere uno spettrometro molto dettagliato di quella che appare una molto tenue atmosfera,” dice il co-autore Ulli Käufl. Le osservazioni sono parte di una campagna che include anche lo studio di Plutone [eso0908].

Plutone, considerato spesso un cugino di Tritone con condizioni similari, sta ricevendo un rinnovato interesse alla luce della scoperta del monossido di carbonio e gli astronomi si stanno affannando per verificare la presenza di questo composto chimico sul nano-pianeta più lontano.

Questo è soltanto il primo passo per gli astronomi nell’usare CRIRES per capire la fisica dei corpi distanti nel Sistema Solare. “Ora possiamo iniziare a monitorare l’atmosfera e imparare molto riguardo l’evoluzione stagionale di Tritone nei decenni” commenta Lellouch.

Note

[1] Tritone è la sola grande luna nel sistema solare con un moto retrogrado di rivoluzione, in quanto la sua orbita va nella direzione opposta alla rotazione del pianeta. Questa è una delle ragioni perché Tritone si ritienga sia stato catturato dalla Cintura di Kuiper  e perciò condivida molte caratteristiche con i nano-pianeti come Plutone.

Francesco Rea – Inaf