viernes, 18 de diciembre de 2009

El descubrimiento de niebla en Titán implica la existencia de abundantes charcas de metano

La luna más grande de Saturno, Titán, parece ser el único lugar en el sistema solar aparte de nuestro planeta, la Tierra, con copiosas cantidades de líquido (en gran medida, el metano líquido y etano) asentado en su superficie.

De acuerdo con el astrónomo planetario Mike Brown, del Instituto de Tecnología de California (Caltech), la Tierra comparte otra característica con Titán, indisolublemente vinculada con el líquido en su superficie: la niebla.

En la imagen vemos "dedos" de niebla moviéndose a lo largo del polo sur de Titán. Esta imagen fue elaborada por Mike Brown y sus colegas usando datos de la nave espacial Cassini. Crédito: Mike Brown / Caltech

La presencia de niebla proporciona la primera evidencia directa del intercambio de material entre la superficie y la atmósfera, y por tanto la confirmación de la existencia de un ciclo hidrológico activo, que anteriormente sólo era conocido en la Tierra.

En una charla que tuvo lugar el 18 de diciembre durante la reunión de otoño de 2009 de la Unión Geofísica Americana celebrada en San Francisco, Brown, Richard y Barbara Rosenberg y profesores de astronomía planetaria, aportaron detalles de las pruebas que afirman que el polo sur de Titán está salpicado por charcos de metano "más o menos en todas partes", que dan lugar a capas de niebla esporádica. (Técnicamente, la niebla es una nube o un banco de nubes que tocan el suelo).

Brown y sus colegas también describen sus hallazgos en un artículo reciente publicado en The Astrophysical Journal Letters.

Los investigadores hicieron su descubrimiento usando datos del Visual and Infrarred Mapping Spectrometer (VIMS) que lleva a bordo la nave espacial Cassini, que lleva cinco añoso observando el sistema de Saturno.

El instrumento VIMS proporciona imágenes "hiperespectrales", que cubren una amplia franja del espectro visible e infrarrojo. Brown y sus colegas, incluyendo a los estudiantes de pregrado en Caltech, Alex Smith, y Clara Chen, que han estado trabajando con Brown, como parte de un verano de becas de investigación de pregrado (SURF) del proyecto búsquedas de archivos públicos en línea para encontrar todos los datos de la Cassini recogidos en el polo sur de la luna desde octubre de 2006 a marzo de 2007. Los estudiantes filtraron los datos para separar los fenómenos que ocurren a diferentes profundidades en la atmósfera, que van desde los 20 kilómetros a 250 metros por encima de la superficie. El uso de otros filtros, permitió descubrir pequeñas manchas "brillantes" causadas por la dispersión de la luz de partículas pequeñas, como las gotas de metano presentes en las nubes.

De esta forma, aislaron las nubes a unos 750 metros de altura. Estas nubes no se extendían a gran altitud en la troposfera, que es donde normalmente se forman las nubes. En otras palabras, dice Brown, que había encontrado la niebla.

Titán demuestra ser un mundo casi gemelo de la Tierra por muchas razones

"La niebla, las nubes, o el rocío, o la condensación en general, pueden formarse cuando el aire llega a alrededor de 100% de humedad", dice Brown. "Hay dos maneras de que esto se produzca. La primera es obvia: añadir agua (en la Tierra) o metano (en Titán) en el aire circundante. El segundo es mucho más común: hacer que el aire más frío, por lo que puede tener menos agua (o metano líquido) se condense."

Esto, explica, es el mismo proceso que hace que las gotas de agua se formen en el exterior del vidrio frío de una ventana.

En la Tierra, este es el método más común para que se forme la niebla, dice Brown. "Esa niebla que suelen aparecer al amanecer pegada al suelo está causada porque la tierra se enfría y el aire a ras de tierra se enfría también y se traspasa un punto en el que el aire no puede retener su humedad. Cuando sale el sol y el aire se calienta, la niebla desaparece. "

Del mismo modo, la niebla puede formarse cuando el aire húmedo pasa por encima de tierra fría, como el aire se enfría, se condensa el agua. La niebla de montaña se produce cuando el aire es empujado por la ladera de una montaña y se enfría, haciendo que el agua se condense.

Sin embargo, ninguno de estos mecanismos es el que actúa en Titán.

La razón es que la atmósfera húmeda de Titán húmedo tarda un tiempo notablemente largo para enfriarse o calentarse. "Si pudieramos apagar el sol totalmente, la atmósfera de Titán tardaría unos 100 años en enfriarse", dice Brown. "Incluso las partes más frías de la superficie son demasiado cálidas para provocar la condensación de la niebla."

La niebla de montaña está también descartada. "Una montaña en Titán tendría que tener cerca de 5000 metros de altura antes de que el aire se enfríase lo suficiente como para que se pudiese condensar," explica Brown. Pero las más altas montañas de la luna podrían tener a lo sumo 1000 metros de altura (a causa de su frágil corteza helada).

La única forma de que se forme niebla en Titán, entonces, sería añadir humedad al aire. Y la única manera de hacer eso, dice Brown, es por la evaporación de líquidos, en este caso, el metano, el hidrocarburo más común en la luna, que existe en estado sólido, líquido y gaseoso.

Brown resalta que la evaporación de metano en Titán "significa que tuvo que haber llovido, la lluvia significa arroyos, estanques, erosión y geología. La presencia de niebla en Titán demuestra, por primera vez, que la luna tiene un ciclo hidrológico del metano activo".

La presencia de la niebla también demuestra que la luna debe estar salpicada de charcas de metano, explica Brown. Esto es así porque el aire a ras de tierra, después de convertirse en 100% de humedad se convierte en niebla. Sin embargo, se levantaría de inmediato en forma de una nube gigante. "La única forma de que la niebla se quede a ras de tierra es agregar humedad y enfriar el aire un poco", explica. "La manera de enfriar un poco el aire es que tenga contacto con algo frío, como una piscina de evaporación de metano líquido."

Fuente original
Publicado en Odisea cósmica
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2 comentarios:

Anónimo dijo...

Esa imagen de Titan con rayos al fondo no debe ser muy realista ¿verdad?. En una atmósfera de metano, una descarga eléctrica debe producir una buena explosión ¿no?.

Galileo dijo...

Si produciría una buena explosión, lo que pasa es que no hay oxígeno en la atmósfera de Titán

Un saludo