Com'è possibile che il metano rilevato dalla sonda Mars Express nel 2013, dove anche il rover Curiosity lo segnalava, non sia "evidente" anche all'ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), in orbita marziana? La notizia, riportata in questi giorni su Nature, "oscurata" dagli echi della foto del buco nero M87, merita una riflessione, a partire dalla domanda... Curiosity e Mars Express hanno preso un abbaglio? Per capirci qualcosa dobbiamo fare un passo indietro.
Il metano atmosferico non è un "gas costituente principale" né per Marte, né per l'atmosfera della Terra: è presente in tracce, generalmente così piccole che si misurano in "parti per miliardo" (ppbv, parts per billion by volume), non in percentuale. Quando diciamo che nell'atmosfera della Terra, per esempio, ci sono 1.800 ppbv di metano, vuol dire che per ogni miliardo di molecole 1.800 sono metano.
Il metano e la vita. Il metano - CH4 - è di particolare interesse per gli scienziati che studiano Marte, perché potrebbe essere la firma della vita sul Pianeta Rosso. È vero che può prodursi anche da processi geologici, e che perciò non avrebbe relazione con la vita, ma sulla Terra (per esempio) il 95 per cento del metano in atmosfera arriva proprio da processi biologici.
Un'altra cosa importante: il metano viene distrutto facilmente dalla radiazione solare, perciò, a meno che non sia inglobato in sacche sotterranee e periodicamente rilasciato, la sua presenza in atmosfera indica che i processi che lo generano sono in atto.
Sul Pianeta Rosso, Mars Express lo aveva rilevato già nel 2004 (circa 10 ppbv). Da Terra vari radiotelescopi hanno registrato tracce di metano anche in aree differenti, in quantità mai superiori a 45 ppbv. Gli strumenti di Curiosity hanno permesso di stabilire che esiste un "livello di fondo di metano" che varia tra 0,2 e 0,7 ppbv, con alcuni picchi - uno dei quali è stato rilevato da Mars Express nel 2013.
C'è o non c'è? Gli strumenti del TGO sono i più sensibili: riescono a rilevare anche quantità di soli 0,05 ppbv di metano, cioè quantità 10-100 volte inferiori ai rilevamenti precedenti. «La sonda TGO», spiegano Giancarlo Bellucci e Giuseppe Etiope, due dei ricercatori che hanno contribuito allo studio, «attraverso i due spettrometri ad alta precisione NOMAD e ACS, ha scandagliato l'atmosfera di Marte a varie latitudini da aprile ad agosto del 2018, senza rilevare metano. Il gas potrebbe però essere presente in concentrazioni inferiori a quelle rilevabili dagli strumenti, ossia meno di 0,05 ppbv.»
Il risultato, in contrasto con le precedenti rilevazioni, non è risolutivo: a questo punto bisogna capire come il gas rilasciato in atmosfera possa diffondersi fino a diluirsi al punto da non poter più essere rilevato.
«Il metano su Marte», commenta Bellucci, «sembra apparire e scomparire velocemente, suggerendo la presenza di un "meccanismo di distruzione" molto efficace, in grado di rimuoverlo dall'atmosfera. Sulla natura di meccanismo sono state avanzate diverse ipotesi, e alcune sembrano poter spiegare la variabilità delle misure: sono però solamente risultati preliminari di simulazioni o di esperimenti di laboratorio su campioni limitati, la cui validità e solidità deve essere dimostrata da ulteriori studi.»
mercurio. Albe e tramonti sono indimenticabili su Mercurio. Non per i loro colori, perché su questo pianeta non c'è un'atmosfera e quindi il cielo è nero e senza nubi e sfumature. Ma per le dimensioni del Sole (2,5 volte rispetto a come lo vediamo qui sulla terra) e per le traiettorie che segue nel cielo di questo pianeta. Mercurio, infatti, ha una particolarità: il suo giorno (determinato dalla rotazione attorno a se stesso ) è più lungo del suo anno (determinato dalla rivoluzione attorno al sole). Più precisamente, su questo pianeta, 2 giorni equivalgono a 3 anni, cioè a circa 9 mesi terrestri. E questo fa sì che, se ci trovassimo sulla superficie di questo pianeta, vedremmo il Sole disegnare traiettorie stranissime: per esempio lo potremmo vedere sorgere, ingrandirsi mentre si alza nel cielo, poi improvvisamente arretrare e infine riprendere il suo cammino verso il tramonto.
Venere. Albe e tramonti su Venere sono appena visibili. Non perché il Sole sia lontano, anzi si trova soltanto a 108 milioni di km, ma per colpa del fitto strato di nuvole che saturano l'atmosfera venusiana. Il Sole sembra una macchia di colore chiaro nel cielo nuvoloso di giornata torbida.
Marte. Questa non è un'illustrazione, ma è effettivamente l'unica vera foto di un tramonto su un altro pianeta, Marte, dove avviene l'esatto contrario di quanto accade sulla Terra: qui cielo azzurro di giorno e tramonti rossi; su Marte, cielo arancione di giorno e azzurro al tramonto.
L'immagine è stata scattata da Curiosity con una fotocamera che "vede" i colori in maniera molto simile a come li vediamo noi. La tinta bluastra che aleggia nell'aria è dovuta alle particelle presenti nell'atmosfera marziana, che lasciano passare con più facilità la luce blu rispetto alle altre durante il tramonto, quando la luce del sole percorre la sua traiettoria più lunga nell'atmosfera.
GIove. Il Sole visto da Europa, una delle principali e più interessanti lune del gigante gassoso. Giove si trova a 779 milioni di km dal Sole (più di 5 volte la distanza tra noi e la nostra stella). Il questa illustrazione Miller immagina immagina il momento - frequente - in cui Giove eclissa il Sole.
Saturno. La luce viene riflessa dagli anelli e da miliardi di cristalli di ghiaccio e polvere, creando incredibili riflessi e l'illusione che il Sole, una luce fioca distante 1,5 miliardi di Km, non sia uno solo.
Urano. Su Ariel, uno dei satelliti naturali di Urano, la luce del Sole è molto flebile. La distanza dal Sole è 2,9 miliardi di Km (19 volte la distanza Terra-Sole).
Nettuno. L'alba su Tritone, il principale satellite di Nettuno, illumina getti neri di azoto e materiali organici che si innalzano per 8 Km sopra la superficie della luna. La sua superficie è molto fredda, con temperature che si aggirano attorno ai -235° C.
Recentemente è stato scoperto che, nonostante la sua lontananza dal sole, 30 volte più della Terra, Tritone risente dell'influenza della nostra stella e ha un ciclo di 4 stagioni lunghe ciascuna 40 anni terrestri. D' estate, quando la temperatura aumenta, i gas ghiacciati sulla superficie evaporano e fanno aumentare la pressione dell'atmosfera.
Plutone. Il Sole appare come un puntino luminoso e la luce che arriva su questo pianeta nano a 6 miliardi di Km dalla nostra stella è 1.600 volte più debole di quella che riceviamo noi sulla Terra. Ma è una luce pur sempre 250 volte più luminosa di quella ricevuta sul nostro pianeta durante una notte di luna piena.
Mercurio
È il primo pianeta per vicinanza al Sole, ma l'ultimo per dimensione (ha un diametro poco maggiore di quello della Luna). Percorre la sua rivoluzione intorno al Sole in 88 giorni terrestri: un anno mercuriano dura un quarto del nostro. Un giorno, ovvero la rotazione sul proprio asse, dura 59 giorni. Un anno, dunque, ha soltanto 1 giorno e mezzo!
Foto: © NASA
Venere
Praticamente grande quanto la Terra, Venere viaggia intorno al Sole a una distanza pari al 75% della distanza Terra-Sole, in un tempo pari a circa 225 giorni terrestri (7 mesi e mezzo). A differenza degli altri pianeti e del Sole, ruota su se stesso in senso orario (rotazione retrograda). Le giornate (ovvero il periodo di rotazione) dura parecchio: più di 243 giorni terrestri: su Venere un “giorno” dura più di un “anno”.
Nella foto, il transito di Venere tra il Sole e la Terra del 2012. Insieme a Mercurio, data la loro posizione, è l'unico pianeta di cui è possibile osservare il transito davanti al Sole (guarda)
Terra
A essere precisi, la Terra viaggia intorno al Sole in 365 giorni 6 ore 9 minuti e 9 secondi, con un periodo di rotazione di 23 ore 56 minuti e 4,091 secondi. Il che rende necessari gli aggiustamenti apportati nel calendario gregoriano, il più preciso finora inventato.
Marte
Il Pianeta rosso ruota intorno al Sole a una distanza di circa 200 milioni di chilometri (1,3 UA) in un periodo pari a 686 giorni terrestri (circa un anno e mezzo), ruotando su se stesso in 24 ore e 40. Il giorno terrestre e il giorno marziano (detto sol) sono quasi simili e questo è di aiuto per i tecnici che si alternano alla guida da terra dei rover marziani.
Giove
Man mano che ci allontaniamo dal Sole, il periodo di rivoluzione aumenta, come nel caso di Giove che si trova a una distanza 5 volte maggiore della Terra: il pianeta più grande del Sistema Solare gira intorno al Sole in poco meno di 12 anni terrestri (4333 giorni). Ruota vorticosamente su se stesso in meno di 10 ore, fatto che comporta un notevole schiacciamento ai poli. Un'ipotetica (e irrealizzabile) base sul pianeta gassoso avrebbe giornate brevissime e anni e stagioni lunghissime.
Saturno
Stesso discorso vale per il pianeta degli anelli: Saturno si trova a una distanza 10 volte maggiore della Terra e compie una rivoluzione in circa 29 anni terrestri e mezzo; ruota anch’esso velocemente in poco più di 10 ore e 40 minuti, fatto che comporta un consistente schiacciamento ai poli.
Urano
Si trova a una distanza 20 volte maggiore della Terra e compie una rivoluzione in circa 84 anni terrestri. Urano ha una particolarità unica: l’inclinazione del suo asse di rotazione è di 98 gradi (sulla Terra è solo 23 gradi). Nelle sue 4 stagioni (da 21 anni ciascuna) presenta al Sole prima il Polo Nord, poi l’equatore, poi il Polo Sud e di nuovo l’equatore.
La durata del giorno è più normale: 17 ore e 14 minuti.
Nettuno
È il più lontano (30 UA) e il più lento: impiega 164 anni a ruotare intorno al Sole.
Plutone
Non è più un pineta, declassato a Pianeta nano, ma lo inseriamo lo stesso nella nostra carrellata. Gira intorno al Sole in 248 anni.
