martes, 25 de septiembre de 2018

Tormentas de polvo en Titán detectadas por primera vez por Cassini

Crédito de las imágenes: NASA, ESA y/o Italian Space Agency

Los datos de la nave Cassini que exploró Saturno y sus lunas entre los años 2004 y 2017 han revelado lo que parecen ser gigantescas tormentas de polvo en las regiones ecuatoriales de Titán. El descubrimiento, descrito en un artículo publicado hoy en Nature Geoscience, convierte a Titán en el tercer cuerpo del Sistema Solar donde se han observado tormentas de polvo; los otros dos son la Tierra y Marte. La observación está ayudando a los científicos a comprender mejor el fascinante y dinámico entorno de la luna más grande de Saturno.

Para Sébastien Rodríguez, astrónomo de la Universidad Paris Diderot (Francia) y autor principal del artículo, "Titán es una luna muy activa. Ya sabemos eso sobre su geología y el ciclo exótico de hidrocarburos. Ahora podemos agregar otra analogía con la Tierra y Marte: el ciclo de polvo activo ". Las moléculas orgánicas complejas, que resultan de la química atmosférica y, una vez que son lo suficientemente grandes, eventualmente caen a la superficie, pueden elevarse desde grandes campos de dunas alrededor del ecuador de Titán.

Crédito de las imágenes: NASA, ESA y/o Italian Space Agency
Titán es un mundo intrigante, en cierto modo bastante similar a la Tierra. De hecho, es la única luna del Sistema Solar con una atmósfera sustancial y el único cuerpo celeste además de nuestro planeta donde se sabe que aún existen regiones estables de líquido en la superficie.

Sin embargo, hay una gran diferencia: mientras que en la Tierra esos ríos, lagos y mares se llenan de agua, en Titán es principalmente metano y etano el que fluye a través de estos depósitos líquidos. En este ciclo único de metano, las moléculas de hidrocarburo se evaporan, se condensan en nubes y vuelven a caer al suelo. El clima en Titán varía de una temporada a otra, tal como lo hace en la Tierra. En particular, alrededor del equinoccio, el momento en que el Sol cruza el ecuador de Titán, se pueden formar nubes masivas en las regiones tropicales y provocar poderosas tormentas de metano. Cassini observó tales tormentas durante varios de sus sobrevuelos a Titán.

Cuando Sébastien y su equipo vieron por primera vez tres brillos ecuatoriales inusuales en las imágenes infrarrojas tomadas por Cassini alrededor del equinoccio norte de la luna de 2009, pensaron que podrían ser las nubes de metano. Sin embargo, una investigación exhaustiva reveló que eran algo completamente diferente.

Tal y como señala Sébastien, "Por lo que sabemos sobre la formación de nubes en Titán, podemos decir que tales nubes de metano en esta área y en esta época del año no son físicamente posibles. Las nubes de metano convectivas que pueden desarrollarse en esta área y durante este período de tiempo contendrían enormes gotas y deben estar a una altitud muy elevada, mucho más altas de los 10 kilómetros que donde el modelo nos dice que están ubicadas las nuevas características". Los investigadores también pudieron descartar que las características estuvieran realmente en la superficie en forma de lluvia congelada de metano o lavas heladas. Dichas manchas superficiales tendrían una firma química diferente y permanecerían visibles durante mucho más tiempo, mientras que las características brillantes en este estudio solo fueron visibles entre 11 horas y cinco semanas.

Crédito de las imágenes: NASA, ESA y/o Italian Space Agency

El modelado también mostró que las características deben ser atmosféricas, pero aún cerca de la superficie, lo más probable es que formen una capa muy delgada de pequeñas partículas orgánicas sólidas. Como estaban ubicadas justo sobre los campos de dunas alrededor del ecuador de Titán, la única explicación que quedaba era que las manchas eran en realidad nubes de polvo levantadas desde las dunas. Sébastien dice que, si bien esta es la primera observación de una tormenta de polvo en Titán, el hallazgo no es sorprendente: "Creemos que la sonda Huygens, que aterrizó en la superficie de Titán en enero de 2005, levantó una pequeña cantidad de polvo orgánico a su llegada debido a su potente estela aerodinámica. Pero lo que hemos visto aquí con Cassini es a una escala mucho más grande. Las velocidades de viento cercanas a la superficie requeridas para elevar tal cantidad de polvo como vemos en estas tormentas de polvo tendrían que ser muy fuertes, aproximadamente cinco veces más fuertes que las velocidades medias del viento estimadas por las mediciones de Huygens cerca de la superficie y con modelos climáticos".

Huygens hizo solo una medición directa de la velocidad del viento en la superficie justo antes de su aterrizaje en Titán, y en ese momento era muy baja, menos de 1 metro por segundo. Para Sébastien "Por el momento, la única explicación satisfactoria para estos fuertes vientos de superficie es que podrían estar relacionados con las poderosas ráfagas que pueden surgir frente a las enormes tormentas de metano que observamos en esa zona y temporada". Este fenómeno, llamado 'haboob', también se puede observar en las zonas áridas de la Tierra como gigantes nubes de polvo que preceden a las tormentas.

La existencia de vientos tan fuertes que generan tormentas de polvo masivas también implica que la arena subyacente puede ponerse en movimiento y que las dunas gigantes que cubren las regiones ecuatoriales de Titán siguen activas y cambian continuamente. Los vientos podrían transportar el polvo levantado desde las dunas a través de grandes distancias, contribuyendo al ciclo global de polvo orgánico en Titán y causando efectos similares a los que se pueden observar en la Tierra y Marte.



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