Ciudad de México, 27 de enero (SinEmbargo).- Hace diez años, la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) entró en los libros de historia al descender a la superficie de Titán, la luna más grande de Saturno, convirtiéndose en el primer intento exitoso de la humanidad por colocar una sonda en otro mundo en el Sistema Solar exterior.
Huygens viajó al sistema de Saturno en una épica travesía de siete años, unida a la nave espacial Cassini de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA). El capítulo final del viaje interplanetario fue un recorrido de 21 días en solitario hacia la luna envuelta neblina. Tras sumergirse en la atmósfera de Titán, la sonda sobrevivió a un peligroso descenso de dos horas 27 minutos para posarse al fin, con seguridad, en la superficie congelada de Titán.
Huygens continuó transmitiendo a la Tierra otros 72 minutos antes de que perdiera contacto con Cassini. Mientras tanto, el flujo de datos proporciona un tesoro único de mediciones in situ desde el gigantesco satélite que los científicos aún hoy continúan explotando. Con motivo del décimo aniversario del aterrizaje de Huygens en Titán, ESA seleccionó 10 resultados importantes de la misión pionera.
El perfil de la atmósfera de Titán
El Instrumento de Estructura Atmosférica de Huygens (HASI, en inglés) hizo las primeras mediciones in situ de la atmósfera de Titán. HASI determinó la temperatura atmosférica, presión y densidad a partir de una altitud de mil 400 kilómetros hasta la superficie.
Mucho antes de que la sonda de la ESA llegara a Titán, los científicos sabían que la densa atmósfera de la luna estaba compuesta principalmente de nitrógeno, con algo de metano, pero la estructura de la atmósfera (su temperatura y presión a diferentes alturas) no se comprendía totalmente.
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Vientos súperrotativos
Aunque las observaciones de la nave habían indicado que pueden existir fuertes vientos zonales (este-oeste) en la atmósfera de Titán, las primeras mediciones directas fueron realizadas por el Experimento Doppler de Viento en la sonda Huygens.
Así, midiendo el desplazamiento Doppler de la señal de radio de Huygens y estudiando mosaicos panorámicos desde el generador de imágenes a bordo para resolver la trayectoria de descenso, fue posible crear un perfil vertical de alta resolución de los vientos de Titán, con una precisión estimada de más de 1 metro por segundo.
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El misterio del metano
Huygens también llevó a cabo las primeras mediciones directas de la composición de la atmósfera inferior de Titán. La información que devuelve el Cromatógrafo de Gases-Espectrómetro de Masas (GCMS) en la sonda incluye perfiles de altitud de los componentes gaseosos, las relaciones isotópicas y trazas de gases (incluyendo compuestos orgánicos).
Las mediciones de los isótopos de carbono en el metano no proporcionaron apoyo a las sugerencias de que este se genera por microorganismos activos en Titán. Así, el metano en el satélite fue probablemente acrecionado durante la formación de la luna, y grandes cantidades de metano líquido se encuentran ahora atrapados en los hielos de la superficie, posiblemente llegando a la superficie a través de alguna forma de criovolcanismo. Esta actividad reemplazaría el metano que se pierde como resultado de la fotoquímica en la atmósfera.
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El origen de la atmósfera de nitrógeno
El GCMS en la sonda de la ESA hizo la primera identificación directa del nitrógeno atmosférico a granel y su abundancia. Otras mediciones atmosféricas GCMS proporcionaron pistas sobre la procedencia de esta atmósfera.
La condensación directa de los gases en el joven Titán habría dado lugar a la captura de argón, así como nitrógeno, en proporciones solares. Sin embargo, la relación empobrecida detectada por el GCMS en implica que el nitrógeno fue capturado como amoníaco u otros compuestos que llevan nitrógeno.
La rareza de los gases nobles en la Tierra siempre ha sido vista como un fuerte apoyo de que la atmósfera pudo haber sido formada por el impacto de planetesimales ricos en gas, y la casi ausencia de gases nobles de Titán proporciona más apoyo a esta hipótesis.
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Decaimiento radiactivo y criovolcanismo
Uno de los gases traza detectados por el GCMS en la sonda Huygens fue el radiogénico argón-40. Este isótopo ofrece una ventana al interior de la luna gigante. Este fue detectado a menos de 18 kilómetros de la superficie. Esta detección era importante porque argón-40 se origina únicamente a partir de la decadencia de potasio-40 , un isótopo radiactivo del potasio que se encuentra en las rocas. La única fuente posible de estas rocas es que existan en el interior profundo de Titán, por debajo del manto del satélite de hidrocarburos y agua helada.
La presencia del argón-40 en los niveles vistos por Huygens es un fuerte indicio de actividad geológica en Titán, y en consonancia con la reposición periódica del metano atmosférico. Por su parte, la evidencia aparente de criovolcanismo observado por el orbitador Cassini (la participación de agua o una mezcla de agua y amoníaco) proporciona un proceso para la posible liberación de ambos gases del interior.
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Titán neblinoso
Una de las características más notables de Titán es el manto de bruma naranja que oculta su superficie. Sin embargo, nadie sabía si la bruma se extendía por la superficie hasta que Huygens aterrizó en la luna helada.
Huygens detectó tres regiones distintas de neblina (región I por encima de 80 km, la región II entre 80 y 30 km, y la región III de entre 30 km y la superficie), basadas en las propiedades de densidad y ópticas de la atmósfera.
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Los pequeños aerosoles de Titán
Se sospechaba hace tiempo que las diminutas partículas (aerosoles) en la atmósfera de Titán desempeñan un papel importante en la determinación de su estructura térmica y procesos atmosféricos. Sin embargo, hasta que la misión de la ESA llegó, no existían medidas directas que se hubieran hecho de la composición química de estas partículas.
Dos muestras atmosféricas se obtuvieron durante el descenso de la sonda. Uno fue tomado entre los 130-35 kilómetros (la estratosfera medio) y el otro a 25-20 kilómetros de la superficie (la troposfera media). El amoníaco y el cianuro de hidrógeno fueron identificados como los principales gases emitidos, lo que confirma que el carbono y el nitrógeno son los principales componentes de los aerosoles.
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Lechos de ríos secos y lagos
Escondido debajo de un manto de neblina, la superficie de Titán fue un misterio hasta el descenso de Huygens y el instrumento DISR que envió una serie de únicas y espectaculares imágenes.
Las cámaras revelaron una meseta con un gran número de canales cortados en ella, formando redes de drenaje que presentan muchas similitudes con las de la Tierra. Los canales estrechos convergieron en anchos ríos, que drenan en una amplia región, oscura, de tierras bajas. Los barrancos cortados por los ríos eran de aproximadamente 100 metros de profundidad y las laderas del valle eran muy empinadas, lo que sugiere una rápida erosión debido a repentinas corrientes violentas.
No se encontró evidencia de líquido superficial en el momento del aterrizaje. Sin embargo, parece probable que, de vez en cuando, la totalidad de la región oscura se desbordara debido a las inundaciones de metano líquido y etano.
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Pistas de un océano subterráneo
Uno de los más sorprendentes descubrimientos de la misión Huygens fue la detección de una fuente inusual de excitación eléctrica en la atmósfera de Titán. Dicha resonancia es conocido sólo en la Tierra y es liberada por un rayo durante una tormenta, así que desde hace tiempo se había considerado que su existencia en otros planetas haría posible para revelar la presencia tanto de la actividad de tormentas y un suelo conductor.
Con el fin de explicar el patrón único de señales, los científicos propusieron que la atmósfera de Titán se comporta como un circuito eléctrico gigante. Mientras que el límite inferior de la "cavidad" de Titán –el cual refleja las señales de radio– se piensa que es un océano conductor de agua y amoníaco enterrado a una profundidad de entre 55 y 80 kilómetros por debajo de una corteza helada de material no conductor. El descubrimiento de esta resonancia única es visto como evidencia de apoyo clave para la existencia de tal océano subterráneo, escondido muy por debajo de la superficie congelada de la luna.
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Dunas esquivas
Para su sorpresa, los científicos encontraron que la localización del lugar de aterrizaje de Huygens, en las imágenes tomadas por el orbitador Cassini, fue mucho más difícil de encontrar de lo esperado. Después de algún tiempo la ubicación del lugar de aterrizaje sólo estaba identificada por la detección de dos oscuras dunas de "arena" longitudinales, a unos 30 kilómetros al norte del lugar de aterrizaje. Los accidentes geográficos esquivos eran visibles tanto en las imágenes del instrumento SAR como para la sonda Huygens.
Las dunas de Titán son probablemente compuestas por hidrocarburos y/o granos de nitrilo mezcladas con cantidades menores de hielo de agua. Las partículas llovían desde arriba sobre la superficie y posteriormente se erosionaron y movieron por procesos superficiales y eólicos, como la escorrentía de metano líquido y la erosión del viento.
Por otra parte, para que la arena migre a través de la superficie bajo la influencia de los vientos débiles de la superficie de Titán, los científicos llegaron a la conclusión de que el material de las duna debe tener entre 100 y 300 micras de diámetro.
