Cómo titán cocinó su atmósfera

Esfera grande sin rasgos distintivos con una esfera más pequeña con cráteres en primer plano.

La gran luna de Saturno, Titán, con su luna más pequeña Mimas en primer plano, vista por la nave espacial Cassini en 2013. La atmósfera de Titán es espesa y brumosa, y principalmente nitrógeno, como la de la Tierra. ¿De dónde vino el nitrógeno? Imagen vía NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute.


Titánes la luna más grande de Saturno y, en muchos sentidos, parece más un planeta que una luna. Es inquietantemente parecido a la Tierra, pero un mundo muy diferente de la Tierra, con un frío extremo y ríos, lagos y mares de metano / etano líquido. Además, Titán es la única luna del sistema solar que tiene una atmósfera espesa y, de esa manera, también recuerda a los principales planetas de nuestro sistema solar. La atmósfera de Titán está compuesta principalmente de nitrógeno, como la de la Tierra. La forma en que se desarrolló la atmósfera de Titán ha sido uno de los misterios de larga data de este extraño mundo.

¡Los calendarios lunares de ForVM son geniales! Hacen grandes regalos. Ordenar ahora. ¡Yendo rápido!


Un nuevorevisado por paresEl estudio arroja algo de luz sobre esta cuestión. El estudio fuePublicado en líneaenEl diario astrofísicoel 22 de enero de 2019. El estudio, del Southwest Research Institute (SwRI) - sugiere que el nitrógeno en la atmósfera de Titán se originó a partir de la 'cocción' de material orgánico en el interior de la luna.Kelly Miller, científico investigador de la División de Ingeniería y Ciencia Espacial de SwRI y autor principal del estudio, proporcionó algunos antecedentes:

Titán es una luna muy interesante porque tiene una atmósfera muy densa, lo que la hace única entre las lunas de nuestro sistema solar. También es el único cuerpo del sistema solar, además de la Tierra, que tiene grandes cantidades de líquido en la superficie. Titán, sin embargo, tiene líquidohidrocarburosen lugar de agua.

Sin duda, en Titán está sucediendo mucha química orgánica, por lo que es una fuente innegable de curiosidad.

La teoría principal sobre la atmósfera de Titán ha sido que el hielo de amoniaco de los cometas se convirtió, por impactos o fotoquímica, en nitrógeno para formar la atmósfera de Titán. Si bien ese puede ser un proceso importante, ignora los efectos de lo que ahora sabemos que es una porción muy sustancial de cometas: complejomaterial organico.




Pequeña máquina suspendida de un paracaídas en una atmósfera brumosa sobre un paisaje amarillento.

Concepto artístico de la sonda Huygens descendiendo a través de la espesa atmósfera de Titán antes de aterrizar, en 2005. Imagen vía NASA.

El estudio de Miller se inspiró en una misión a un objeto muy diferente:cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko- estudiado en detalle por la Agencia Espacial EuropeaRosettaastronave. Resultó que la composición del cometa era aproximadamente 1/2 hielo, 1/4 de roca y 1/4 de material orgánico. La composición del cometa podría ser significativa en términos de averiguar cómo se formó la atmósfera de Titán, según Miller:

Los cometas y los cuerpos primitivos del sistema solar exterior son realmente interesantes porque se cree que son los restos de los bloques de construcción del sistema solar. Esos pequeños cuerpos podrían incorporarse a cuerpos más grandes, como Titán, y el material rocoso denso y rico en orgánicos podría encontrarse en su núcleo.

Rayas blancas borrosas en la atmósfera de Titán.

Titán visto por el radar de Cassini, mostrando nubes de metano en la atmósfera. Imagen vía NASA / JPL-Caltech.


¿Cómo se aplica exactamente todo esto a Titán? Miller comparótérmicomodelos del interior de Titán a datos de material orgánico en meteoritos. La idea era ver cuánto material gaseoso se podía producir a partir de los impactos de meteoritos en Titán cuando se estaba formando por primera vez.

El resultado fue que aproximadamente la mitad del nitrógeno de la luna y quizás también la mayor parte de su metano podrían contabilizarse en este escenario. Los orgánicos se 'cocinarían' en Titán, ya que se estaba formando hace unos pocos miles de millones de años.

Si bien es principalmente nitrógeno, la atmósfera de Titán también contiene alrededor del 5 por ciento de metano, que puede formarcompuestos orgánicos. Esos orgánicos están hoy por todo Titán, tanto en la atmósfera (como neblina) como en la superficie (incluidas las masivas 'dunas' de material orgánico).

Diagrama, paisaje recortado, nubes de metano / etano flotando sobre él.

Estructura de la atmósfera de Titán, que se compone principalmente de nitrógeno y metano. Imagen a través de Anthony J. Colozza.


Pero el suministro de metano atmosférico de Titán aún debe reponerse de alguna manera, ya que el gas se descompone con el tiempo, y los científicos aún no están seguros de cómo sucede eso. En la Tierra, la mayor parte del metano proviene de la biología, pero en Titán, dadas las condiciones extremas, es más probable que seaprimordial methanesobrante de cuando la luna se formó por primera vez, similar a la que se encuentra en las atmósferas de lagigantes de hieloUrano y Neptuno.

Algunos científicos, sin embargo, piensan quevida primitivade algún tipo es posible en Titán, tal vez en sus lagos y mares de metano / etano o en el océano de agua subterránea.

En pocas palabras: la densa atmósfera de nitrógeno de Titán es única entre las lunas del sistema solar. Es posible que el nitrógeno se haya 'cocido' dentro de Titán.

Fuente: Contribuciones de Accreted Organics a la atmósfera de Titán: nuevos conocimientos de los datos de cometarios y condríticos

A través de SwRI