Tit¨¢n, un mundo helado de metano

Los cient¨ªficos no pueden -ni quieren- ocultar su emoci¨®n por el ¨¦xito de la sonda Huygens, de la Agencia Europea del Espacio (ESA), que aterriz¨® el 14 de enero de este a?o en Tit¨¢n, la mayor luna de Saturno, a 1.200 millones de kil¨®metros de distancia. Tit¨¢n, con una temperatura superficial de 179 grados bajo cero y un relieve dibujado por metano en vez de por agua, es "un mundo Peter Pan: potencialmente como la Tierra, pero con su desarrollo congelado en una etapa muy temprana", explican en Nature.

Parte del entusiasmo cient¨ªfico respecto a Huygens reside en la audacia de la misi¨®n. La sonda pas¨® los siete a?os de duraci¨®n del viaje interplanetario en estado de hibernaci¨®n, acoplada a la nave Cassini, de la NASA. Una vez en Saturno Cassini solt¨® a Huygens, que descendi¨® en ca¨ªda libre hacia Tit¨¢n durante 20 d¨ªas; activ¨® sus instrumentos; atraves¨® tomando datos la atm¨®sfera de Tit¨¢n en dos horas y media; y aterriz¨®. La lista de cosas que pod¨ªan haber salido mal es largu¨ªsima, pero los resultados ahora presentados demuestran que la jugada ha salido mucho mejor de lo que nadie esperaba.

Los datos descartan que la reposici¨®n del metano sea debida a la vida, como en la Tierra

Por supuesto, alg¨²n problema hubo. Fallos de transmisi¨®n causaron la p¨¦rdida de unas 300 im¨¢genes y otros datos, hoy considerados irrecuperables. Esto ha dificultado la reconstrucci¨®n de los paisajes fotografiados por la sonda, seg¨²n explica el equipo del instrumento DISR, de la Universidad de Arizona (EE UU), que fue los ojos de Huygens durante su viaje a trav¨¦s de la atm¨®sfera de Tit¨¢n.

Pero las sorpresas positivas pesan mucho m¨¢s. Por ejemplo, el aterrizaje. Dado que la superficie de Tit¨¢n era un completo misterio cuando se lanz¨® la sonda, ¨¦sta fue equipada con nueve sensores, de los que algunos medir¨ªan en un suelo s¨®lido y otros, en un medio l¨ªquido. Al final la sonda europea no s¨®lo sobrevivi¨® al impacto con la superficie -a unos 4,5 metros por segundo-, sino que tom¨® datos all¨ª durante 69 minutos. Los optimistas no hubieran so?ado con 15. El terreno result¨® ser ni duro ni l¨ªquido, sino como "yeso h¨²medo, nieve un poco comprimida o arena mojada o seca. ?Tal vez acababa de bajar la marea en Tit¨¢n?", explican, en una nota de la ESA, los investigadores del paquete de instrumentos pensados para operar en la superficie.

Los resultados confirman que son correctos muchos de los conceptos sobre Tit¨¢n que los cient¨ªficos se hab¨ªan formado a partir de datos de telescopios terrestres y de las naves Voyager, que pasaron por el sistema saturniano en 1980 y 1981. Como se cre¨ªa, la atm¨®sfera de esta luna es la m¨¢s parecida a la de la Tierra de todo el Sistema Solar -de ah¨ª el gran inter¨¦s por estudiarla-. Es 10 veces m¨¢s alta que la terrestre, pero ambas est¨¢n formadas sobre todo por nitr¨®geno. Adem¨¢s, presenta una intensa actividad qu¨ªmica de compuestos de carbono, hasta el punto de que muchos afirman que en Tit¨¢n est¨¢n los ingredientes b¨¢sicos de la vida, que no tuvo posibilidad de prosperar debido al fr¨ªo.

As¨ª que la atm¨®sfera actual de Tit¨¢n es similar, creen los investigadores, a la que debi¨® de tener la Tierra poco despu¨¦s de su formaci¨®n, antes de que emergiera la vida. La raz¨®n es la falta de ox¨ªgeno disponible: "En Tit¨¢n el agua est¨¢ congelada, por lo que no hay vapor de agua en la atm¨®sfera. Y sin agua como fuente de ox¨ªgeno, en Tit¨¢n se ha mantenido durante miles de millones de a?os una atm¨®sfera primitiva, rica en hidr¨®geno" escribe Tob¨ªas Owen, de la Universidad de Miami (EE UU).

Por esa falta de ox¨ªgeno el principal compuesto transportador del carbono es el metano -formado por carbono e hidr¨®geno-, en vez del di¨®xido de carbono -carbono y ox¨ªgeno- como en la Tierra. Y a su vez el metano es el ingrediente b¨¢sico de esa activa qu¨ªmica del carbono en la atm¨®sfera de Tit¨¢n, alimentada por la luz del sol. "En esta atm¨®sfera la fotoqu¨ªmica produce gruesas capas de compuestos org¨¢nicos", dice Owen; estos hidrocarburos, opacos y oscuros, hacen de la atm¨®sfera una cortina impenetrable para los telescopios. Por eso la superficie ha sido hasta ahora el secreto mejor guardado de Tit¨¢n.

Pero adem¨¢s de confirmar lo que se intu¨ªa, Huygens aporta muchos detalles nuevos y fascinantes. Como el hecho, inesperado, de que la capa de compuestos org¨¢nicos sea tan gruesa que llega pr¨¢cticamente hasta la superficie. El instrumento DISR, que empez¨® a tomar im¨¢genes a unos 150 kil¨®metros de altura, s¨®lo distingui¨® el suelo a partir de los 50 kil¨®metros debido a la densa niebla de hidrocarburos, ha explicado Bruno Bezard, del Observatorio de Par¨ªs.

A los 700 metros DISR encendi¨® una l¨¢mpara, y as¨ª se obtuvieron las admiradas im¨¢genes del lugar de aterrizaje. Muestran un terreno bastante plano pero salpicado de piedras de entre tres mil¨ªmetros y 15 cent¨ªmetros de di¨¢metro, que recuerdan a los cantos rodados. Es una de las "muchas evidencias de erosi¨®n debida a corrientes, posiblemente de metano l¨ªquido", informa la ESA. Los investigadores hablan de r¨ªos secos y canales de drenaje, como si se produjeran inundaciones peri¨®dicas. De hecho, los datos de varios instrumentos sugieren que el metano en Tit¨¢n est¨¢ implicado en un ciclo similar al del agua en la Tierra, con nubes cargadas de gotitas que eventualmente producen lluvia.

?Ahora bien, c¨®mo es que hay tanto metano en la superficie y la atm¨®sfera, se preguntan los investigadores? Como se sabe que este gas es destruido constantemente en la atm¨®sfera -en las reacciones qu¨ªmicas que generan los compuestos complejos de carbono-, las cantidades de metano presentes ahora s¨®lo se explican si hay un mecanismo de reposici¨®n. Y aqu¨ª la noticia es que este mecanismo no puede ser biol¨®gico -como lo es en la Tierra-. Las medidas de is¨®topos realizadas con el instrumento GCMS descartan que lo sea, y en cambio refuerzan la hip¨®tesis del origen geol¨®gico, lo que indica que Tit¨¢n es hoy activo geol¨®gicamente.

Un posible escenario para la reposici¨®n del metano es el de los criovolcanes: volcanes que emiten vapores de metano y otros gases. Es un fen¨®meno observado en otros cuerpos del Sistema Solar, por ex¨®tico que parezca a los no planet¨®logos, porque ?volcanismo no implica calor? "S¨ª, pero el calor que hace falta en Tit¨¢n para dar lugar a los criovolcanes es menor que en la Tierra, porque se trata de materiales vol¨¢tiles. El metano se evapora a 160 grados bajo cero, que, aunque es una temperatura muy baja para nosotros, en Tit¨¢n ya es m¨¢s caliente que la media. A esa temperatura el agua sigue congelada, pero el metano gaseoso tiende a salir, de ah¨ª las erupciones", explica Ricardo Hueso, del Grupo de Ciencias Planetarias de la Universidad del Pa¨ªs Vasco.

El calor dentro de Tit¨¢n, y por tanto el criovolcanismo, podr¨ªa deberse a fuerzas de marea causadas por la gravedad de Saturno -el mismo fen¨®meno que explica el volcanismo m¨¢s intenso del sistema solar, el de la luna Io de J¨²piter-.

A¨²n hay m¨¢s sobre el metano. Bas¨¢ndose en la composici¨®n de los dem¨¢s cuerpos del sistema, en Tit¨¢n deber¨ªa de haber entre cuatro y 20 veces m¨¢s carbono atmosf¨¦rico que el hallado. ?D¨®nde est¨¢? "En el caso de la Tierra el carbono que falta est¨¢ en enormes dep¨®sitos de carbonatos en la corteza", escribe Owen. "En Tit¨¢n, (...) la necesidad de una fuente de reposici¨®n de metano sugiere la existencia de grandes dep¨®sitos de carbono que est¨¢n secuestrados a gran profundidad, quiz¨¢s en forma de metano producido hace eones".

Otro resultado interesante de Huygens est¨¢ relacionado con los vientos. Adem¨¢s de medir su direcci¨®n -hacia el este, en el sentido de rotaci¨®n de la luna-, Huygens ha detectado a 120 kil¨®metros de altura vientos de 430 kil¨®metros por hora; a los 7 kil¨®metros se paran por completo y cambian de sentido; y en la superficie son muy lentos, de unos 3,6 kil¨®metros por hora. Este fen¨®meno de s¨²per rotaci¨®n en que las capas altas de la atm¨®sfera giran m¨¢s r¨¢pido que la superficie se observa tambi¨¦n en Venus, y no est¨¢ a¨²n bien explicado. Y los investigadores se preguntan si un viento tan lento basta para erosionar una superficie helada.

Espa?oles

El instrumento HASI, responsable de la caracterizaci¨®n f¨ªsica de la atm¨®sfera -medidas de presi¨®n, densidad, temperatura o propiedades el¨¦ctricas, entre otros par¨¢metros- ha sido clave en la reconstrucci¨®n de la trayectoria seguida por la sonda, muy importante para interpretar, por ejemplo, los datos de los vientos. Adem¨¢s, HASI ha encontrado indicios de actividad el¨¦ctrica que podr¨ªan corresponder a rayos.

"Los datos nos dar¨¢n de comer a¨²n por mucho tiempo. Lo que estamos ahora publicando son los datos obtenidos, su interpretaci¨®n a¨²n llevar¨¢ tiempo", se?ala Rafael Rodrigo, del Instituto de Astrof¨ªsica de Andaluc¨ªa (IAA) y co-investigador del instrumento HASI. El grupo del IAA, con la participaci¨®n de Jos¨¦ Juan L¨®pez-Moreno y Luisa Lara, trabaja en la actualidad en la interpretaci¨®n de los datos suministrados por el instrumento y en la realizaci¨®n de modelos te¨®ricos capaces de describir correctamente el comportamiento de la atm¨®sfera de Tit¨¢n y, muy especialmente, de su ionosfera, descubierta por HASI y situada entre los 40 y 140 kil¨®metros de altura. El Grupo de Ciencias Planetarias de la Universidad del Pa¨ªs Vasco es el otro espa?ol que trabaja ahora con datos de Huygens: tratan de modelizar la formaci¨®n de nubes en un ciclo regido por el metano.

Finalmente, trabajando minuciosamente con las im¨¢genes tomadas por DISR y cotejando lo que se ve¨ªa con los datos del radar de la nave Cassini, los investigadores han logrado determinar el lugar del aterrizaje de Huygens. "Ahora podemos conectar lo que ha encontrado Huygens en una peque?a parte de la superficie de Tit¨¢n con la visi¨®n de conjunto del orbitador", ha declarado Bashar Rizk, coordinador del trabajo.