Un misterioso gas en Titán

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) y del CNR de Italia han encontrado un gas desconocido en la alta atmósfera de Titán, el mayor satélite de Saturno. La nave Cassini lo detecta por su intensa radiación en el infrarrojo cercano, aunque solo cuando la luna está iluminada.

El análisis de los datos obtenidos por la misión espacial Cassini (NASA-ESA) en dos sobrevuelos realizados en 2007 ha dado lugar a un sorprendente hallazgo: en la alta atmósfera de Titán, entre los 600 y los 1.250 kilómetros de altura, existe un gas oculto hasta la fecha.

Su presencia se manifiesta por una intensa radiación en el infrarrojo cercano cuando el satélite está iluminado. El descubrimiento, que se publicará en la revista Geophysical Research Letters, ha sido desarrollado conjuntamente por investigadores del CNR de Italia y del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

La misión Cassini, en activo desde 2004, ha caracterizado bien la atmósfera de Titán -98,4% nitrógeno, 1,6% metano, 0,1-0,2% hidrógeno y pequeñas cantidades de otros compuestos- de modo que el hallazgo de un componente atmosférico no catalogado anteriormente ha constituido una sorpresa. El espectrógrafo VIMS de la nave lo ha hecho posible.

"Se conocen bien los principales gases de la alta atmósfera de Titán y ninguno de ellos es capaz de generar una emisión tan intensa como la encontrada", señala Manuel López-Puertas, investigador del IAA participante en el estudio.

"Una molécula de gas, por ejemplo de metano, puede absorber la luz solar, excitarse y, posteriormente, emitir la luz en una longitud de onda característica de dicha molécula. Así, analizando las emisiones de una atmósfera, de la de Titán en este caso, identificamos los compuestos presentes", ilustra el investigador.

La detección de esta nueva especie ha sido, no obstante, muy difícil, ya que su señal se hallaba oculta bajo la fuerte emisión precisamente del metano, uno de los compuestos mayoritarios de esta atmósfera. Gracias a un sofisticado modelo de excitación vibracional del metano, realizado previamente por los investigadores del IAA, pudo aislarse la huella de este misterioso gas, situada en la parte infrarroja del espectro, a 3,28 micras.

La emisión de ese compuesto sin identificar, que produce una señal muy intensa, se halla presente durante el las horas diurnas de Titán con un pico especialmente intenso a los 950 kilómetros.

El hecho de que se desvanezca de noche indica que debe tratarse de un compuesto que se excita bajo condiciones de iluminación solar o bien es destruido durante la noche lo que, junto a su clara firma espectral, acota el número de potenciales candidatos.

Posibles compuestos aromáticos

Tras descartar una serie de compuestos, los investigadores han aislado aquellos que mejor se ajustan a la señal: "La forma espectral de la emisión nos hace pensar que puede deberse a los hidrocarburos aromáticos poli-cíclicos (PAH) o, quizás, a los compuestos aromáticos heterocíclicos (HAC), es decir, compuestos formados por cadenas de benceno con, quizás, algún átomo de carbono reemplazado por uno de nitrógeno.

"Sin embargo, cómo estos compuestos pueden producir una emisión tan intensa como la del metano constituye, a día de hoy, un misterio", concluye López-Puertas.

Titán, la mayor luna de Saturno, es el único satélite del sistema solar que presenta una atmósfera densa y el único objeto, a excepción de la Tierra, donde se ha confirmado la existencia de material líquido en superficie.

Con una densa atmósfera y un ciclo de metano similar al hidrológico terrestre -con nubes, lluvia y líquido en superficie- caracterizado por una bajísima temperatura -unos 180 º bajo cero en superficie-, se cree que Titán presenta unas condiciones similares a las que pudo tener la Tierra primigenia antes de la aparición de la vida.

A pesar de su evidente interés, no se obtuvo información en profundidad sobre Titán hasta 2004, cuando la misión Cassini pudo no solo atravesar su anaranjada atmósfera y cartografiar su superficie mediante radar sino, además, enviar una sonda que aterrizó sobre ella, la sonda Huygens.