Un nuevo examen de los datos de naves espaciales recopilados hace más de diez años sugiere que Titán, la luna más grande de Saturno, puede no contener un vasto océano debajo de su superficie helada, como alguna vez creyeron los científicos. En cambio, moverse hacia abajo a través de la capa helada de Titán probablemente revelaría capas adicionales de hielo que gradualmente se transformarían en caminos turbios y bolsas aisladas de agua líquida cerca del interior rocoso de la luna.
Interpretaciones anteriores de datos de la misión Cassini de la NASA a Saturno llevaron a los científicos a proponer un océano profundo de agua líquida escondido debajo del hielo de Titán. Cuando los investigadores probaron esa idea utilizando modelos informáticos, los resultados no coincidían con las propiedades físicas observadas en los datos. Un reanálisis más detallado produjo conclusiones nuevas y más confusas. Los hallazgos podrían impulsar a los científicos a revisar sus suposiciones sobre otros mundos helados y perfeccionar la forma en que buscan vida en Titán.
“En lugar de océanos abiertos como los que tenemos aquí en la Tierra, probablemente estemos viendo algo más parecido al hielo marino del Ártico o a embalses, lo que tiene implicaciones sobre el tipo de vida que podemos tener, pero también sobre la disponibilidad de nutrientes, energía, etc.”, dijo Baptiste Jarnaux, profesor asistente de ciencias terrestres y espaciales en la Universidad de Washington.
El estudio, publicado el 17 de diciembre la naturalezaDirigido por la NASA, Journaux y Ula Jones, contribuido por Ula Jones, un estudiante de posgrado en ciencias de la Tierra y el espacio en su laboratorio.
El legado de Cassini y la inusual superficie de Titán
La misión Cassini comenzó en 1997 y continuó durante casi dos décadas, recopilando amplia información sobre Saturno y sus 274 lunas. Titán, cubierto por una atmósfera nebulosa, destaca como el único lugar, además de la Tierra, donde se sabe que existe líquido en la superficie. Con una temperatura cercana a los -297 grados Fahrenheit, ese líquido es metano, no agua. El metano forma lagos en Titán e incluso cae del cielo en forma de lluvia.
Mientras Titán viaja en una órbita alargada alrededor de Saturno, los científicos han observado que la luna se expande y se contrae dependiendo de su posición con respecto al planeta. En 2008, los investigadores argumentaron que esta pronunciada ductilidad sólo podría ocurrir si Titán tuviera un gran océano debajo de su corteza.
“El grado de deformación depende de la estructura interna de Titán. Un océano profundo permitiría que la corteza se doblara más bajo la atracción gravitacional de Saturno, pero si Titán estuviera completamente congelado, no se deformaría tanto”, dijo Jarnaux. “La deformación que detectamos durante el análisis inicial de los datos de la misión Cassini puede ser consistente con los océanos globales, pero ahora sabemos que esa no es toda la historia”.
Un sutil lapso de tiempo revela un interior fangoso.
La nueva investigación añade un factor importante que estudios anteriores no consideraron plenamente: el tiempo. La forma de Titán cambia aproximadamente 15 horas después de la atracción más fuerte de la gravedad de Saturno. Mover un material espeso y viscoso requiere más energía que mover un líquido que fluye libremente, del mismo modo que remover miel requiere más esfuerzo que remover agua. Al medir este retraso, los científicos pueden estimar cuánta energía absorbe Titán a medida que se deforma, lo que proporciona información sobre cuán grueso o viscoso debería ser su interior.
La cantidad de energía perdida o disipada dentro de Titán puede ser mucho mayor de lo esperado si existiera un océano líquido global.
“Nadie esperaba una disipación de energía tan fuerte en el interior de Titán. Esta fue la prueba irrefutable que indicaba que el interior de Titán es diferente de lo que se suponía en análisis anteriores”, dijo Flavio Petrica, becario postdoctoral en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y autor principal del estudio.
Basándose en estos hallazgos, los investigadores proponen un interior hecho principalmente de aguanieve, con mucha menos agua líquida de lo que se suponía anteriormente. Este material inclinado es lo suficientemente grueso como para explicar la respuesta retardada de Saturno a la gravedad, y al mismo tiempo contiene suficiente agua para deformar Titán.
Las señales de radio y la física extrema respaldan el modelo.
Petrica llegó a esta conclusión analizando las frecuencias de las ondas de radio transmitidas por la nave espacial Cassini durante su sobrevuelo a Titán. Journals utilizó la termodinámica para ayudar a explicar los resultados. Su trabajo se centra en cómo se comportan el agua y los minerales bajo una presión intensa, conocimiento que es fundamental para comprender si otros entornos planetarios pueden sustentar la vida.
“La capa de agua en Titán es tan espesa, la presión es tan grande, que la física del agua cambia. El agua y el hielo se comportan de manera diferente que el agua de mar aquí en la Tierra”, dijo Jarnaux.
En su Laboratorio de Física Criomineral Planetaria de la Universidad de Washington, los investigadores han pasado años desarrollando métodos para recrear las condiciones extremas que se encuentran en otras Tierras. Utilizando este trabajo, Journaux utilizó datos de Petrica y sus colegas para describir cómo se espera que se comporten el agua y el hielo en las profundidades de Titán.
“Podemos ayudarlos a determinar qué señales gravitacionales deberían esperar ver basándose en experimentos realizados aquí en la Universidad de Washington”, dijo Jarnaux. “Fue muy gratificante”.
Lo que el aguanieve podría significar para la vida en Titán
“El descubrimiento de una capa inclinada en Titán tiene implicaciones interesantes para la búsqueda de vida más allá de nuestro sistema solar”, dijo Jones. “Amplía la gama de entornos que podemos considerar habitables”.
Si bien la idea de un vasto océano alguna vez alimentó el optimismo sobre la vida en Titán, los investigadores sugieren que la imagen actualizada en realidad puede mejorar las probabilidades. Su análisis indica que las temperaturas en las bolsas de agua dulce de Titán podrían alcanzar los 68 grados Fahrenheit. En este pequeño volumen de agua, los nutrientes estarían más concentrados que en un océano grande, lo que potencialmente facilitaría la supervivencia de formas de vida simples.
Aunque los científicos no esperan encontrar peces nadando a través de los canales de Titán, cualquier vida descubierta allí podría ser similar a los organismos que se encuentran en las regiones polares de la Tierra.
Journaux es parte de la próxima misión Dragonfly de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto para 2028. Los resultados de este estudio ayudarán a informar esa misión, y Journaux espera que los datos futuros proporcionen una respuesta definitiva sobre la evidencia de vida y la presencia de un océano debajo del hielo de Titán.
Los coautores incluyen a Steven D. Vance, Marzia Parisi, Dustin Buccino, Gail Cascioli, Julie Castillo-Roguez, Mark Panning y Jonathan I. Lunin de la NASA; Bryna G. Downey del Southwest Research Institute; Francis Nimmo y Gabriel Tobi de la Universidad de Nantes; Andrea Magnanini de la Universidad de Bolonia; Amir Hossain Bagheri del Instituto de Tecnología de California y Antonio Genova de la Universidad Sapienza de Roma.
La investigación fue financiada por la NASA, la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia y la Agencia Espacial Italiana.
