Titán, Un mundo fascinante

La mayor luna de Saturno, Titán, es un mundo fascinante, extraño que está cubierto de una gruesa atmósfera con abundante metano.

Con una temperatura media de la superficie de -297 grados Fahrenheit (unos 90 grados Kelvin) y un diámetro de poco menos de la mitad de la Tierra, Titán cuenta con nubes de metano y  niebla, así como lluvias abundantes y lagos de metano líquido.

Es el único lugar en el sistema solar, aparte de la Tierra, que tiene grandes extensiones de líquido en su superficie. Los orígenes de las nubes de metano de Titán y la niebla, así como las tormentas de lluvia y lagos de metano líquido abundante han sido un enigma para los científicos.

Pero ahora, investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech) han desarrollado un modelo informático de la atmósfera de Titán y su ciclo de metano que, por primera vez, explica muchos de estos fenómenos de una manera relativamente simple y coherente.

El nuevo modelo explica tres observaciones desconcertantes de Titán. Una rareza fue descubierta en 2009, cuando los investigadores de Caltech liderado por el profesor de Ciencias Planetarias  Oded Aharonson encontró que los lagos de Titán tienden a agruparse alrededor de sus polos, y señaló que hay más lagos en el hemisferio norte que en el sur.



En segundo lugar, las áreas en latitudes bajas, cerca del ecuador de Titán, se sabe que son secas, sin lagos y sin precipitación regular. Pero cuando la sonda Huygens aterrizó en Titán en 2005, vio canales tallados por cursos de líquido, posiblemente, la escorrentía de la lluvia.

Y en 2009, los investigadores de Caltech descubrieron furiosas tormentas que podrían haber traído la lluvia a esta región supuestamente seca.

Finalmente, los científicos descubrieron un tercer misterio, cuando se dieron cuenta de que las nubes observadas en los últimos diez años,durante el verano en el hemisferio sur de Titán, se agrupan alrededor en las latitudes mas altas.

Los científicos habían propuesto varias ideas para explicar estas características, pero cualquiera de sus modelos no podía explicar todas las observaciones, o requería de los llamados procesos exóticos, como los volcanes que expulsan metano criogénico de vapor para formar nubes.

Los investigadores de Caltech dicen que su nuevo modelo por computadora, por otra parte, puede explicar todas estas observaciones y lo hace utilizando los principios relativamente sencillos y fundamentales de la circulación atmosférica.

"Tenemos una explicación unificada para muchas de las características observadas", dice Tapio Schneider,  profesor de Ciencias Ambientales e Ingeniería. "No se requiere de criovolcanes ni nada esotérico."

Schneider dice que las simulaciones del equipo fueron capaces de reproducir la distribución de las nubes que no se habían observado en los modelos anteriores.

El nuevo modelo también produce el derecho de distribución de los lagos. El metano tiende a acumularse en lagos en torno a los polos ya la luz del sol es más débil en promedio, explica.

La energía del sol que normalmente evapora el metano líquido en la superficie, pero ya que hay menos luz solar en los polos, es más fácil que el metano líquido se acumule en los lagos.

Pero entonces, ¿por qué hay más lagos en el hemisferio norte? Schneider señala que la órbita ligeramente alargada de  Titán significa que está más lejos del sol, cuando es verano en el hemisferio norte.

La segunda ley de Kepler dice que un planeta orbita más lentamente cuanto más lejos está del Sol, lo que significa que Titán pasa más tiempo en el extremo más alejado de su órbita elíptica, cuando es verano en el norte.

Como resultado, el verano del norte es más largo que el verano austral. Y desde el verano es la temporada de lluvias en las regiones polares de Titán, la temporada de lluvias es más larga en el norte.

A pesar de que las lluvias de verano en el hemisferio sur son más intensas, provocadas por la luz del sol más fuerte, ya que Titán está más cerca del sol durante el verano-sur hay más lluvia en el transcurso de un año en el norte, llenando más lagos.

En general, sin embargo, el clima de Titán es “blando” y las regiones cercanas al ecuador son particularmente aburridas, dicen los investigadores. Años pueden pasar sin una gota de lluvia, dejando a las latitudes más bajas de Titán resecas.

Fue una sorpresa, entonces, cuando la sonda Huygens vio la evidencia de la escorrentía de la lluvia en el terreno. La sorpresa sólo aumentó en 2009, cuando Schaller, Brown, Schneider, y el entonces estudiante postdoctoral Henry Roe descubrieron  tormentas en estas mismas latitudes, supuestamente sin lluvia..

En realidad, nadie entiende cómo las tormentas se produjeron, y los modelos anteriores no habían podido generar algo más que una llovizna.

Sin embargo, el nuevo modelo fue capaz de producir lluvias intensas durante los equinoccios de primavera y otoño,suficiente para que Titán pudiera forjar ese tipo de canales que la Huygens encontró.

Con el modelo, los investigadores ahora pueden explicar las tormentas. "Llueve muy rara vez en las latitudes bajas", afirma Schneider. "Pero cuando llueve, llueve a cántaros".

El nuevo modelo se diferencia de los anteriores ya que es tridimensional y simula la atmósfera de Titán durante 135 años,equivalente a 3.000 años en la Tierra.

El modelo reproduce con éxito lo que los científicos ya han detectado en Titán, pero tal vez lo más emocionante, dice Schneider, es que también se puede predecir lo que los científicos verán en los próximos años.

Por ejemplo, sobre la base de las simulaciones, los investigadores predicen que el cambio de estaciones hará que el nivel de los lagos en el norte aumente en los próximos 15 años.

También predicen que las nubes se formaran alrededor del polo norte en los próximos dos años.

Hacer predicciones comprobables es "una oportunidad rara y hermosa de las ciencias planetarias", dice Schneider. "En pocos años, sabremos lo bien o mal que estén.

Crédito de la imagen : NASA/JPL/SSI