Un emisfero nero come la pece e uno bianco come la neve: è questa la strana dicotomia cromatica che è valsa a Giapeto il soprannome di “luna yin e yang” e che, nel lontano 2007, ha spinto la Nasa a deviare la sonda Cassini-Huygens dalla sua orbita attorno a Saturno per farle effettuare un flyby ravvicinato a soli 2000 km dalla superficie di questo peculiare corpo celeste.
La luna Giapeto di Saturno fotografata da Cassini-Huygens. Crediti: Nasa, Esa, Jpl, Ssi, Cassini Imaging Team
Giapeto è la terza luna più grande di Saturno, subito dopo Titano e Rea, e venne scoperta dall’astronomo italiano Giovanni Cassini nel 1671. Cassini si accorse subito che il satellite era visibile solo quando si trovava sul lato ovest di Saturno, motivo per il quale ipotizzò correttamente che la luna avesse un lato molto più scuro dell’altro e che fosse in rotazione sincrona con il suo pianeta. Questa espressione, infatti, indica una condizione in cui il periodo di rotazione di un satellite attorno al proprio asse coincide con il periodo di rivoluzione attorno al pianeta, facendo sì che il satellite mostri sempre la stessa faccia verso quest’ultimo, come la nostra Luna con la Terra.
L’immagine scattata dalla sonda Nasa che vedete qui sopra ritrae principalmente l’emisfero chiaro, che riflette circa dieci volte di più la luce solare rispetto a quello scuro. Sul lato destro dell’immagine appare una piccola porzione dell’emisfero scuro, mentre in basso si può notare un grande cratere da impatto che si estende per oltre 500 chilometri.
L’origine di questa discrepanza così marcata fra i due lati della luna è stata a lungo oggetto di dibattito tra gli scienziati. Una delle prime ipotesi prevedeva che il materiale scuro provenisse da una fonte esterna, in particolare dalla luna più distante Febe: nel corso della sua orbita, Giapeto potrebbe infatti raccogliere particelle ricche di carbonio espulse dalla superficie di Febe, che si depositerebbero principalmente sull’emisfero rivolto nella direzione del moto orbitale, ovvero il leading hemisphere.
Queste due immagini di Giapeto evidenziano il contrasto di luminosità che caratterizza la superficie del satellite. L’immagine a sinistra ritrae l’emisfero rivolto nella direzione del moto orbitale (leading hemisphere), mentre quella a destra mostra l’emisfero opposto, che segue il movimento della luna (trailing hemisphere). Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Space Science Institute
Tuttavia, il processo più importante è probabilmente un fenomeno chiamato segregazione termica. A causa della sua lenta rotazione, che dura più di 79 giorni terrestri, Giapeto subisce cicli giorno-notte estremamente lunghi e il materiale scuro presente sulla superficie assorbe una quantità maggiore di radiazione solare rispetto al ghiaccio chiaro circostante, raggiungendo temperature più elevate. Questo calore provoca la sublimazione delle sostanze ghiacciate e volatili intrappolate nel terreno scuro, che migrano verso le regioni più fredde della luna, dove si depositano nuovamente sotto forma di ghiaccio.
Il risultato è che le aree scure diventano progressivamente più scure perché perdono il ghiaccio superficiale, mentre quelle luminose diventano ancora più brillanti grazie all’accumulo di materiale ghiacciato.