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15 Ottobre 2018
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    Sei immagini all’infrarosso tolgono a Titano la coltre spessa e coprente della sua atmosfera, che lo nasconde alle osservazioni nel visibile. Una mappatura completa della sua superficie nitidia come mai prima grazie allo strumento Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) a bordo della sonda Cassini.


    Sei immagini a infrarossi della luna di Saturno, Titano, ci mostrano la sua superficie ghiacciata come mai l’avevamo vista, chiara, dettagliata e “globale”.
    Le immagini sono state create utilizzando 13 anni di dati acquisiti dallo strumento Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) a bordo della sonda Cassini, una missione che non smette di stupire nonostante l’attività della sonda si sia conclusa ormai da tempo.

    Le precedenti mappe VIMS di Titano hanno sempre mostrato un’apia varietà di risoluzioni, diverse condizioni di illuminazione, dando quindi un’immagine non omogenea alle mappe globali, in cui si vedono le “cuciture” tra i vari pezzi assemblati per ottenere l’immagine intera della Luna, come possiamo vedere nell’immagine qui sotto.

    Tre mosaici composti con i dati delle camere in luce visibile e infrarossa a bordo della Cassini, riprese durante tre flyby: nell'ottobre 2005, a sinistra; dicembre 2005, al centro; e gennaio 2006, a destra. Crediti: NASA/JPL/University of Arizona

    Questa nuova raccolta di immagini invece ha combinato in modo fluido i dati provenienti da una moltitudine di osservazioni divrese realizzare da VIMS, con le più diverse condizioni di illuminazione e risoluzione, prese in tutto l’arco del corso della missione. Si è ottenuto così un risultato di gran lunga migliore alle precedendenti e ci permette di vedere come il globo di Titano potrebbe apparire a un’osservatore se non fosse presente la sua atmosfera nebbiosa. Difficilmente vedremo qualcosa di meglio nei prossimi anni.

    Osservare la superficie di Titano nella regione visibile dello spettro non è possibile, proprio a causa della foschia che lo avvolge: piccole particelle, chiamate aerosol, nell’atmosfera superiore che diffondono fortemente la luce visibile.

    Ma la superficie di Titan può essere più facilmente spiata grazie ad alcune “finestre” (chiamate proprio finestre atmosferiche) a infrarossi – lunghezze d’onda in cui lo scattering e l’assorbimento della luce sono molto più deboli. È qui che lo strumento VIMS ha permesso di superare la foschia per ottenere immagini nitide della superficie di Titan. Nella composizione qui sotto vediamo la differenza, tra un Titano ripreso in luce visibile e i nuovi mosaici VIMS.

    I nuovi mosaci di Titano attorno alla luna ripresa in luce visibile. Crediti: NASA/JPL-Caltech/Stéphane Le Mouélic, University of Nantes, Virginia Pasek, University of Arizona

    Come si può immaginare, comporre una così grande mole di dati diversi non è stato semplice. Per ottenere questi nuovi mosaici è stato necessario un lavoro certosino per combinare dati con diverse geometrie di osservazione e condizioni atmosferiche. Ma attraverso analisi laboriose e dettagliate, insieme a una lunga lavorazione manuale dei mosaici, le cuciture sono state praticamente tutte rimosse.

    La tecnica utilizzata viene chiamata “band-ratio” (rapporto di banda), ed è una tecnica utilizzata spesso nelle immagini telemetriche per enfatizzare i colori ad esempio della vegetazione. Qualsiasi immagine a colori è composta da tre canali di colore: rosso, verde e blu. Combinando poi le riprese nelle varie lunghezze d’onda si ottiene l’immagine finale a colori. In questo caso, per ottenere ciascun canale, è stato considerato il rapporto tra la luminosità della superficie di Titano a due diverse lunghezze d’onda: 1,59/1,27 micron per il rosso, 2,03/1,27 micron per il verde e 1,27/1,08 micron per il blu. Questa tecnica aiuta a ridurre la visibilità delle cuciture, oltre a enfatizzare le sottili differenze spettrali dei diversi materiali che vediamo sulla superficie di Titano. Ad esempio, i campi di dune equatoriali della luna appaiono qui in un consistente color marrone, mentre aree bluastre e violace potrebbero essere aree arricchite di acqua ghiacciata (per una mappa con indicate le diverse zone di Titano vedere qui).

    Che la superficie di Titano fosse complessa e con una miriade di caratteristiche geologiche e unità compositive lo sapevamo, ma lo strumento VIMS ha aperto la strada a futuri strumenti a infrarossi in grado di visualizzare la luna di Saturno a una risoluzione molto più elevata, rivelando caratteristiche non rilevabili da nessuno degli strumenti di Cassini.

    Per ripercorrere la missione attraverso le straodinarie immagini, comprese quelle di Titano, che nei suoi 13 anni Cassini ci ha inviato, rileggi lo speciale dedicato su Coelum Astronomia 214

    Risorse online

    La missione Cassini-Huygens sul sito del JPL e su quello della NASA

    Il sito del team di imaging Cassini

    Tutte le immagini della missione


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