Piove solo sul nostro Pianeta?

Piove davvero solo sulla Terra, oppure nel Sistema Solare vi sono altri pianeti o satelliti in cui si verificano nuvole e precipitazioni?
Grazie alle più recenti scoperte del telescopio spaziale James Webb, in questo articolo cercheremo di rispondere a questa affascinante domanda.

Ma innanzitutto, come si creano le nuvole e come avvengono le precipitazioni sulla Terra?
La Terra ha una temperatura media di 15 °C, permettendo così la presenza di distese di acqua liquida, conosciute da tutti come oceani, mari, fiumi e laghi.
I raggi solari colpiscono queste distese di acqua liquida, riscaldandole al punto di farle evaporare, trasformando l’acqua liquida in vapore acqueo.
Quest’ultimo non riesce a tornare liquido da solo a causa della tensione superficiale:
(le molecole d’acqua si attirano tra loro tramite le cosiddette “forze di coesione”, di conseguenza le molecole si attraggono tra loro verso tutte le direzioni, tranne le molecole in superficie, che non hanno sopra di loro alcuna molecola da attirare e da cui essere attratte, per cui attraggono e vengono attratte verso l’interno e verso le molecole vicine a loro in superficie, creando quindi una specie di “pellicola tesa” sulla parte superficiale; infatti viene denominata "tensione superficiale”)

In parole povere, immaginate che le persone siano le molecole d’acqua, che ci siano delle persone in cerchio e che dentro a questo cerchio ci siano 20 persone che spingono verso l’esterno del cerchio.
Ipotizziamo che quelle in cerchio siano anch’esse 20: queste sono in un numero abbastanza elevato da controbilanciare le persone che cercano di uscire dal cerchio, per cui il cerchio rimarrà stabile e non si romperà (l’acqua riuscirà a condensarsi riuscendo a tornare allo stato liquido e a rimanerci in quanto stabile).
Ora ipotizziamo invece che le persone in cerchio siano poche, immaginiamo 4:
la forza repulsiva delle persone al centro sarà troppa rispetto a quanto possono sopportare le persone in cerchio, per cui il cerchio diventerà instabile e si romperà.
E questa è la situazione che devono affrontare le molecole di vapore acqueo quando provano ad “iniziare un cerchio” ed è il motivo per cui le molecole di vapore acqueo, molto raramente riescono a condensarsi tornando allo stato liquido senza nessun aiuto.
Tuttavia è qui che subentra un cerchio già formato, il cosiddetto “nucleo di condensazione”:
questo è già stabile, ed invita altre persone ad unirsi; le persone invitate si dovranno comunque impegnare per mantenere unito il cerchio, tuttavia essendo già stabile ci dovranno mettere molta meno fatica e la probabilità di successo sarà molto più alta.
Questi “nuclei di condensazione” non sono altro che piccole particelle, come polveri, sali marini, fuliggine ecc., questi sono come il cerchio stabile già formato, che invita altre molecole di vapore acqueo ad unirsi; questo dà alle molecole di vapore acqueo una superficie d’appoggio, riducendo “la fatica delle persone in cerchio”, ovvero l’energia richiesta a superare la tensione superficiale, facilitandone quindi la condensazione e permettendo dunque alle molecole di vapore acqueo di aggregarsi passando allo stato liquido, formando sostanzialmente micro-goccioline di acqua.

Cosa sono dunque le nuvole?
Non sono altro che un insieme di tante micro-goccioline di acqua.
Se volete sapere come creare una nuvola in casa vostra con oggetti che abbiamo tutti, seguitemi sui social, perché a breve pubblicherò un video in cui vi mostro come crearla.

Ma come avvengono invece le precipitazioni, in gergo la pioggia?
Queste micro-goccioline d’acqua, dopo essersi formate, procedono con un processo chiamato “coalescenza”: sostanzialmente si uniscono l’una all’altra diventando sempre più grandi e pesanti; fino a che non diventano così pesanti, che la forza di gravità le fa precipitare verso il suolo, dando origine a ciò che noi conosciamo come pioggia.

Ora che sappiamo tutte queste informazioni, possiamo tentare di rispondere alla domanda iniziale: ma piove solo sulla Terra?
Gli scienziati è da un po’ di tempo che sono molto affascinati da un particolare corpo celeste del Sistema Solare: stiamo parlando di Titano.
Questa luna di Saturno ha caratteristiche molto particolari:
con una temperatura media di circa -180 °C, il satellite naturale possiede un’atmosfera costituita dal 95% di azoto, il 5% di metano e tracce di altri gas.
Ma la cosa più affascinante è la seguente:
su di esso vi sono grandi laghi, come sulla Terra, tuttavia non sono distese di acqua liquida, bensì di metano liquido. Questo ha una temperatura di ebollizione di -161,5 °C e una temperatura di solidificazione di -182,6 °C (a 1 atm), per cui il metano è liquido a una temperatura compresa tra -161,5 °C e -182,6 °C (a 1 atm), permettendo al metano di prosperare in grandi distese allo stato liquido, per soli 2 °C di differenza. Inoltre vi è una pressione atmosferica di circa 1,5 atm, abbassando di circa 2 °C la temperatura di solidificazione.

La cosa affascinante di Titano è che possiede un ciclo simile a quello dell’acqua, solo che al posto dell’acqua vi è il metano:
i raggi solari colpiscono le distese di metano liquido, facendolo evaporare. Quest’ultimo evapora salendo nell’atmosfera, incontrando i famosi “nuclei di condensazione”; formando “nuvole”, non di acqua, bensì di metano, le quali occasionalmente verificano precipitazioni di quest’ultimo.

Un team di scienziati, combinando i dati del telescopio James Webb e uno dei telescopi gemelli terrestri WM Keck, ha effettuato osservazioni di Titano nel Novembre 2022 e nel Luglio 2023, osservando novità interessanti:
mentre tramite le precedenti osservazioni, gli scienziati avevano notato la formazione di nubi nelle zone meridionali del satellite naturale; con quest’ultime osservazioni invece hanno notato per la prima volta il medesimo fenomeno nelle zone settentrionali; questo è importante in quanto, in quelle zone, vi è la maggior concentrazione di distese di metano liquido.

Ma questa non è la scoperta più entusiasmante:
dovete sapere che gli scienziati erano abituati a vedere gli ingredienti iniziali delle reazioni chimiche che avvengono su Titano e i prodotti finiti, senza osservarne il processo intermedio; è come se riuscissero a vedere la farina e il pane sfornato, senza però osservare l’impasto. In particolare sapevano che sulla luna di Saturno, la luce solare o gli elettroni energetici della magnetosfera, scindono il metano presente nell’atmosfera (la farina), che poi si ricompone formando etano e altre molecole più complesse (il pane).
Tuttavia le ultime osservazioni effettuate dal telescopio James Webb hanno fornito proprio questi dati mancanti. Grazie a esso sono riusciti a scoprire l’impasto:
stiamo parlando del radicale libero (“radicale” perché possiede un elettrone non legato (elettrone spaiato), “libero” perché nonostante questo non è ancora legato a nessuna molecola, tuttavia tende a volersi legare al più presto) conosciuto come “metile” (CH3).
Per farvi capire quanto sia importante per noi, questo è alla base della costituzione del nostro grasso corporeo.

Il coautore dello studio, Thomas Cornet, dell’Agenzia Spaziale Europea ha affermato: "Insieme alle osservazioni da Terra, Webb ci sta fornendo nuove preziose informazioni sull'atmosfera di Titano, che speriamo di poter studiare molto più da vicino in futuro con una possibile missione dell'ESA che visiti il ​​sistema di Saturno".

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