Parte meteorológico de Titán

La observación de la exótica meteorología de Titán, el astro del sistema solar con la densidad atmosférica más similar a la de la Tierra y el único aparte de la Tierra en el que llueve sobre la superficie, está permitiendo profundizar en los fenómenos que la componen y en los ciclos que sigue, hasta el punto de que ya podemos comenzar a calificar a algunas de estas observaciones de verdaderos partes meteorológicos. Uno de los más recientes indica: cielo parcialmente nuboso con lluvias esporádicas.

Titán es una luna gigante del planeta Saturno. En la superficie de este satélite, la temperatura media es de unos 180 grados centígrados bajo cero y la presión atmosférica es un 50 por ciento mayor que la reinante a nivel del mar en la Tierra.

Al igual que la Tierra, Titán posee una atmósfera compuesta principalmente de nitrógeno y con fenómenos meteorológicos como nubes y lluvia. Sin embargo, a diferencia de la Tierra cuyo clima se rige por un ciclo de evaporación y condensación del agua, el gélido Titán tiene un ciclo de metano.

En Titán, el metano desempeña un papel similar al del agua terrestre en lo que respecta al clima. Se evapora de la superficie y asciende a la atmósfera, donde se condensa para formar nubes de metano. Cuando finalmente cae a la superficie, lo hace en forma de lluvia gélida y aceitosa. El agua solo está presente en Titán como un hielo tan duro como las rocas.

Unos científicos, utilizando el telescopio espacial James Webb y con una pequeña ayuda del telescopio Keck II, han encontrado por vez primera evidencias de convección de nubes en el hemisferio norte de Titán, sobre una región de lagos y mares. Las observaciones realizadas con el Webb también han permitido detectar una sustancia química clave que contiene carbono y que aporta pistas sobre los procesos químicos en la compleja atmósfera de Titán.

Metano, etano y otras sustancias se condensan y caen a la superficie de Titán en forma líquida, conformando lluvia. De esta lluvia se nutren los lagos y mares de la superficie de ese mundo. (Imagen: NASA, ESA, CSA, Elizabeth Wheatley (STScI))

La investigación la ha realizado el equipo de Conor Nixon y Stefanie Milam, ambos del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland, Estados Unidos. El telescopio Webb es una iniciativa de la NASA, la ESA y la CSA, respectivamente las agencias espaciales estadounidense, europea y canadiense. El telescopio Keck II y su hermano gemelo el Keck I están emplazados en el monte Mauna Kea, un volcán dormido en Hawái, Estados Unidos.

Las observaciones realizadas por el equipo en su estudio han permitido comprobar la presencia de nubes en las latitudes medias y altas del norte de Titán (el hemisferio donde actualmente es verano), pero también indican que esas nubes se elevan a mayores altitudes con el paso del tiempo. Si bien estudios previos han observado convección de nubes en latitudes meridionales, esta es la primera vez que se observa evidencia de dicha convección en el norte. Esto es significativo porque la mayoría de los lagos y mares de Titán se encuentran en su hemisferio norte y la evaporación de los lagos es una importante fuente potencial de metano atmosférico.

En la Tierra, la capa más baja de la atmósfera, la troposfera, se extiende hasta una altitud de unos 12 kilómetros. Sin embargo, en Titán, cuya menor gravedad permite una mayor expansión de las capas atmosféricas, la troposfera se extiende hasta unos 45 kilómetros. Los telescopios Webb y Keck II utilizaron diferentes filtros infrarrojos para explorar diferentes profundidades en la atmósfera de Titán, lo que permitió a los astrónomos estimar con bastante fiabilidad la altitud de las nubes.

Titán es objeto de un gran interés astrobiológico debido a su compleja química orgánica. Las moléculas orgánicas forman la base de toda la vida en la Tierra, y estudiarlas en un mundo como Titán podría ayudar a desentrañar los procesos químicos que acabaron conduciendo a la aparición de vida en la Tierra.

El componente básico que impulsa gran parte de la química de Titán es el metano (CH4). En la atmósfera de Titán, el metano se descompone por la luz solar o por electrones de gran energía procedentes de la magnetosfera de Saturno, y luego se recombina con otras moléculas para formar sustancias como el etano (C2H4) y otras más complejas que también contienen carbono.

Los datos del Webb posibilitaron la detección definitiva del radical metilo (CH3). Esta molécula (llamada “radical” porque tiene un electrón “libre” que no está en un enlace químico) se forma cuando el metano se descompone. Detectar esta sustancia significa que por vez primera se puede observar la química de Titán en acción, en vez de solo los ingredientes iniciales y los productos finales. (Fuente: NCYT de Amazings)