Titán: la luna que tiene nubes (y no son de agua)

Este satélite de Saturno se parece a la Tierra en muchos sentidos e incluso cuenta con una atmósfera con nubes… Pero no son como las nuestras.

Imagen infrarroja de Titán que permite ver a través de su espesa neblina.
Imagen infrarroja de Titán que permite ver a través de su espesa neblina.NASA (Custom credit)

Si nos preguntan por cuerpos celestes de nuestro sistema solar que tienen una atmósfera y lagos y ríos sobre su superficie, la única posibilidad que nos viene a la cabeza es la Tierra. Sin embargo, existe otro mundo mucho menos conocido con estas características: un satélite de Saturno llamado Titán. Ahora un nuevo estudio ha podido deducir cómo se comportan sus aerosoles atmosféricos y cuál es su papel en la formación de las nubes de Titán.

Mundo congelado

Vaya por delante que Titán se encuentra a una media de casi 1 500 millones de kilómetros del Sol. En comparación, la distancia de la Tierra a nuestra estrella ronda los 150 millones de kilómetros. Este es el motivo por el que la temperatura de la superficie de Titán es de unos -180ºC, muy inferior a la temperatura de congelación del agua. De hecho, los ríos y lagos de su superficie están compuestos por sustancias que permanecen en estado líquido a estas temperaturas frígidas, como el nitrógeno, el metano y el etano. En el rango de temperaturas y presiones que encontramos en la superficie terrestre, este tipo de sustancias se encuentran en forma de gas.

Por otro lado, la atmósfera de Titán está compuesta mayoritariamente de nitrógeno y algo de metano e hidrógeno. En la Tierra, tanto el metano tiende a reaccionar químicamente con el oxígeno del aire produciendo dióxido de carbono, pero, como en Titán no hay oxígeno, este compuesto permanece en la atmósfera.

Y he aquí el quid de la cuestión: la radiación ultravioleta del Sol tiene suficiente energía como para «romper» las moléculas de metano y nitrógeno de la atmósfera de Titán, un proceso llamado fotólisis. Los diferentes iones producidos por este proceso reaccionan químicamente entre ellos, formando diferentes tipos de compuestos orgánicos y nitrilos como el etano (C2H6), el acetileno (C2H2), el cianuro de hidrógeno (HCN) o el benceno (C6H6).

Un estudio reciente ha reproducido este fenómeno en el laboratorio para estudiar cómo podrían estar comportándose los compuestos químicos producidos por fotólisis en un ambiente similar a la atmósfera de Titán. Entre otras cosas, parece que esas moléculas orgánicas simples son capaces de polimerizarse y dar lugar a partículas sólidas. Estos sólidos en suspensión no sólo estarían produciendo la neblina casi opaca que se ha observado en la atmósfera de Titán, sino que, además, deberían estar moldeando la geografía de este pequeño mundo helado.

Lluvia extraterrestre

La formación de estas partículas atmosféricas tendría varias consecuencias sobre la superficie de Titán. Por un lado, podrían estar actuando como puntos de nucleación para la formación de nubes de manera similar a un proceso que ocurre en la atmósfera terrestre. Cuando en nuestro planeta se dan una serie de condiciones atmosféricas que favorecen que el agua se condense, la presencia de partículas en suspensión de polvo o hielo en el aire facilita la formación de nubes porque las moléculas de agua se pueden depositar y acumular sobre su superficie, creciendo hasta convertirse en gotas.

En la atmósfera de Titán estaría ocurriendo lo mismo, sólo que los puntos de nucleación serían esas partículas orgánicas sólidas y, en lugar de agua, las gotas estarían hechas de metano y etano líquidos. Si logran crecer lo suficiente, esas gotas de hidrocarburos líquidos caen a la superficie en forma de lluvia que alimenta los ríos y los lagos. Además, estas partículas sólidas también se estarían depositando sobre el terreno de Titán, donde incrementan el grosor de la capa de polvo superficial que cubre el satélite (el llamado regolito). ¿Y qué ocurre con estas partículas cuando caen sobre los lagos?

Su interacción depende de muchos factores, como la densidad de cada sustancia y la tensión superficial de la mezcla de hidrógeno y metano de los lagos de Titán. El estudio reciente no ha logrado resolver esta cuestión, pero ha concluido que existen dos posibilidades.

Por un lado, estas partículas se podrían estar simplemente hundiendo en los lagos y formando una capa de sedimentos sobre el fondo. La otra posibilidad es que esas partículas logren flotar sobre el líquido y formen una película sólida sobre su superficie. Una de las consecuencias de la existencia de esta fina capa de material orgánico sólido sobre los lagos de Titán es que reducirían la magnitud de las olas. Curiosamente, eso encaja con el hecho de que las olas que se han medido en los lagos de este satélite son muy bajas y tienen una gran amplitud.

En cualquier caso, resulta interesante lo similar que es Titán a la Tierra en muchos aspectos, aunque su composición y su temperatura sean totalmente distintas. Y aunque no parezca que sea un mundo demasiado propicio para la vida, este exótico satélite aún nos depara muchas sorpresas.

QUE NO TE LA CUELEN:

REFERENCIAS (MLA):

  • Xinting Yu et al. “Surface Energy of the Titan Aerosol Analog “Tholin””. The Astrophysical Journal, volumen 905, número 2.