Clave de amoníaco para la atmósfera de Titán

Cassini-Huygens proporcionó nueva evidencia sobre por qué Titán tiene una atmósfera, lo que la hace única entre todas las lunas del sistema solar, dice un científico planetario de la Universidad de Arizona.

Los científicos pueden inferir de los resultados de Cassini-Huygens que Titán tiene amoníaco, dijo Jonathan I. Lunine, científico interdisciplinario de la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea que aterrizó en Titán el mes pasado.

«Creo que lo que está claro a partir de los datos es que Titán ha acumulado o adquirido cantidades significativas de amoníaco, así como de agua», dijo Lunine. «Si hay amoníaco presente, puede ser responsable del resurgimiento de partes significativas de Titán».

Él predice que los instrumentos de Cassini encontrarán que Titán tiene una capa líquida de amoníaco y agua debajo de su superficie dura de agua helada. Cassini verá, el radar de Cassini probablemente ya lo haya visto, lugares donde la suspensión líquida de amoníaco y agua brotó de volcanes extremadamente fríos y fluyó a través del paisaje de Titán. El amoníaco en la mezcla espesa liberada de esta manera, llamada “criovulcanismo”, podría ser la fuente de nitrógeno molecular, el principal gas en la atmósfera de Titán.

Lunine y otros cinco científicos de Cassini informaron sobre los últimos resultados de la misión Cassini-Huygens en la reunión de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia en Washington, DC hoy (19 de febrero).

El radar Cassini captó una imagen que se asemeja a un flujo basáltico en la Tierra cuando pasó cerca de Titán por primera vez en octubre de 2004. Los científicos creen que Titán tiene un núcleo rocoso, rodeado por una capa superior de hielo de agua dura como una roca. El amoníaco en el fluido volcánico de Titán reduciría el punto de congelación del agua, reduciría la densidad del fluido para que fuera tan flotante como el hielo de agua y aumentaría la viscosidad hasta aproximadamente la del basalto, dijo Lunine. «La característica que se ve en los datos del radar sugiere que el amoníaco está trabajando en Titán en el criovulcanismo».

Tanto el espectrómetro de masas neutras de iones de Cassini como el espectrómetro de masas cromatógrafo de gases (GCMS) de Huygen tomaron muestras de la atmósfera de Titán, cubriendo la atmósfera superior hasta la superficie.

Pero ninguno detectó la forma no radiogénica de argón, dijo Tobias Owen de la Universidad de Hawái, científico interdisciplinario de Cassini y miembro del equipo científico de GCMS. Eso sugiere que los bloques de construcción, o «planetesimales», que formaron Titán contenían nitrógeno principalmente en forma de amoníaco.

La órbita excéntrica, en lugar de circular, de Titán puede explicarse por la capa líquida del subsuelo de la luna, dijo Lunine. Gabriel Tobie de la Universidad de Nantes (Francia), Lunine y otros publicarán un artículo al respecto en una próxima edición de Icarus.

«Algo que Titán no podría haber hecho durante su historia es tener una capa líquida que luego se congelara, porque durante el proceso de congelación, la velocidad de rotación de Titán habría aumentado mucho», dijo Lunine. “Entonces, Titán nunca ha tenido una capa líquida en su interior, lo cual es muy difícil de tolerar, incluso para un objeto de hielo de agua pura, porque la energía de acreción habría derretido el agua, o esa capa líquida se ha mantenido hasta hoy. . Y la única forma de mantener esa capa líquida hasta el presente es tener amoníaco en la mezcla”.

El radar de Cassini detectó un cráter del tamaño de Iowa cuando volaba a 1.577 kilómetros (980 millas) de Titán el martes 15 de febrero. «Es emocionante ver un remanente de una cuenca de impacto», dijo Lunine, quien discutió más resultados nuevos de radar. que la NASA lanzó hoy en una conferencia de prensa de la AAAS. “Los grandes cráteres de impacto en la Tierra son buenos lugares para obtener sistemas hidrotermales. Tal vez Titán tenga una especie de sistema ‘metanotérmico’ análogo”, dijo.

Los resultados del radar que muestran pocos cráteres de impacto son consistentes con superficies muy jóvenes. “Eso significa que los cráteres de Titán están siendo borrados por la renovación de la superficie o están siendo enterrados por materia orgánica”, dijo Lunine. “No sabemos qué caso es”. Los investigadores creen que las partículas de hidrocarburo que llenan la brumosa atmósfera de Titán caen del cielo y cubren el suelo. Si esto ha ocurrido a lo largo de la historia de Titán, Titán tendría “la mayor reserva de hidrocarburos de cualquiera de los cuerpos sólidos del sistema solar”, señaló Lunine.

Además de la pregunta sobre por qué Titán tiene una atmósfera, hay otras dos grandes preguntas sobre la luna gigante de Saturno, agregó Lunine.

Una segunda pregunta es cuánto metano se ha destruido a lo largo de la historia de Titán y de dónde proviene todo ese metano. Los observadores terrestres y espaciales saben desde hace tiempo que la atmósfera de Titán contiene metano, etano, acetileno y muchos otros compuestos de hidrocarburos. La luz del sol destruye irreversiblemente el metano en la atmósfera superior de Titán porque el hidrógeno liberado escapa de la débil gravedad de Titán, dejando atrás el etano y otros hidrocarburos.

Cuando la sonda Huygens calentó la superficie húmeda de Titán donde aterrizó, sus instrumentos inhalaron bocanadas de metano. Esa es una evidencia sólida de que la lluvia de metano forma la compleja red de estrechos canales de drenaje que van desde las tierras altas más brillantes hasta las áreas oscuras más bajas y planas. Las imágenes del experimento Descent Imager-Spectral Radiometer documentan las características fluviales de Titán.

La tercera pregunta, una para la que Cassini no estaba realmente equipada para responder, Lunine llama la pregunta «astrobiológica». Dado que el metano líquido y sus productos orgánicos llueven desde la estratosfera de Titán, ¿cuánto ha progresado la química orgánica en la superficie de Titán? La pregunta es, dijo Lunine, «¿Hasta qué punto es cualquier posible química avanzada en la superficie de Titán relevante para la química prebiótica que presumiblemente ocurrió en la Tierra antes de que comenzara la vida?»

La misión Cassini-Huygens es una colaboración entre la NASA, la ESA y ASI, la Agencia Espacial Italiana. El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL), una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, está administrando la misión para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, Washington, DC JPL diseñó, desarrolló y ensambló el orbitador Cassini mientras que la ESA operó la sonda Huygens.

Fuente original: Comunicado de prensa de la Universidad de Arizona

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