Astrónomos del Instituto de Astrofísica de Andalucía han analizado la señal de un compuesto detectado hace pocos meses en la atmósfera de Titán y desvelan la existencia de grandes cantidades de hidrocarburos aromáticos policíclicos. Estos compuestos, generados en la alta atmósfera, descienden a cotas más bajas y constituyen la neblina que recubre el satélite, calienta la atmósfera y evita que se condense.
Formación y descenso de los elementos constituyentes de la neblina de Titán. / IAA
La superficie de Titán, la mayor luna de Saturno, se halla oculta bajo una espesa neblina que calienta la atmósfera y evita que se condense y disipe. Objeto de debate desde hace más de treinta años, se desconocía la composición de esta neblina e incluso si las moléculas que la forman se generan ahí o proceden de otras altitudes.
Ahora, el análisis de un compuesto detectado recientemente en la alta atmósfera del satélite, encabezado por astrónomos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), resuelve ambas cuestiones.
"Hace décadas se propuso que la capa de neblina de la baja atmósfera de Titán se generaba a partir de moléculas orgánicas complejas, y en 2007 se sugería que estas moléculas podían formarse en la atmósfera superior, varios cientos de kilómetros por encima de su lugar de residencia. Nuestro hallazgo de grandes cantidades de hidrocarburos aromáticos policíclicos en la alta atmósfera confirma estas hipótesis", señala Manuel López-Puertas, investigador del IAA que encabeza el estudio.
Este resultado tiene que ver con el hallazgo, el pasado mes de marzo y gracias a la misión Cassini (NASA/ESA), de un componente aún no catalogado en la alta atmósfera de Titán, en una franja entre los 600 y los 1.250 kilómetros de altura, y cuya existencia se manifestaba por una intensa radiación en el infrarrojo cercano (a 3,28 micras) presente en las horas diurnas del satélite.
López-Puertas y colaboradores han analizado esta señal empleando una base de datos espectroscópica de la NASA y la atribuyen a hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH, de su nombre en inglés), un tipo de compuestos orgánicos complejos formados por cadenas de benceno. "Estos compuestos absorben los fotones ultravioleta del Sol, muy energéticos, y rápidamente redistribuyen la energía internamente y la vuelven a emitir en el infrarrojo cercano", señala el astrónomo.
Empleando un modelo de redistribución de esa energía los investigadores han conseguido explicar la señal a 3,28 micras detectada y calcular la abundancia de hidrocarburos aromáticos policíclicos presentes en la alta atmósfera de Titán, cantidad que ha resultado sorprendentemente alta, entre veinte y treinta mil PAH por centímetro cúbico.
Este resultado es coherente con el hallazgo en 2007, también por la misión Cassini, de pequeñas concentraciones de benceno y de iones positivos y negativos de composición desconocida en la alta atmósfera del satélite, que sugería que los compuestos que forman la neblina de Titán se producían varios cientos de kilómetros por encima de ella.
"Esta hipótesis implicaba la generación de grandes cantidades de especies aromáticas a gran altura –apunta López-Puertas–, y con nuestro trabajo hemos demostrado que los PAH son la contrapartida neutra, y mucho más abundante, de las pequeñas cantidades de iones halladas en 2007. Aportamos así una evidencia clave de la composición y procedencia de la neblina de Titán", concluye.
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Ahora, el análisis de un compuesto detectado recientemente en la alta atmósfera del satélite, encabezado por astrónomos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), resuelve ambas cuestiones.
"Hace décadas se propuso que la capa de neblina de la baja atmósfera de Titán se generaba a partir de moléculas orgánicas complejas, y en 2007 se sugería que estas moléculas podían formarse en la atmósfera superior, varios cientos de kilómetros por encima de su lugar de residencia. Nuestro hallazgo de grandes cantidades de hidrocarburos aromáticos policíclicos en la alta atmósfera confirma estas hipótesis", señala Manuel López-Puertas, investigador del IAA que encabeza el estudio.
Este resultado tiene que ver con el hallazgo, el pasado mes de marzo y gracias a la misión Cassini (NASA/ESA), de un componente aún no catalogado en la alta atmósfera de Titán, en una franja entre los 600 y los 1.250 kilómetros de altura, y cuya existencia se manifestaba por una intensa radiación en el infrarrojo cercano (a 3,28 micras) presente en las horas diurnas del satélite.
López-Puertas y colaboradores han analizado esta señal empleando una base de datos espectroscópica de la NASA y la atribuyen a hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH, de su nombre en inglés), un tipo de compuestos orgánicos complejos formados por cadenas de benceno. "Estos compuestos absorben los fotones ultravioleta del Sol, muy energéticos, y rápidamente redistribuyen la energía internamente y la vuelven a emitir en el infrarrojo cercano", señala el astrónomo.
Empleando un modelo de redistribución de esa energía los investigadores han conseguido explicar la señal a 3,28 micras detectada y calcular la abundancia de hidrocarburos aromáticos policíclicos presentes en la alta atmósfera de Titán, cantidad que ha resultado sorprendentemente alta, entre veinte y treinta mil PAH por centímetro cúbico.
Este resultado es coherente con el hallazgo en 2007, también por la misión Cassini, de pequeñas concentraciones de benceno y de iones positivos y negativos de composición desconocida en la alta atmósfera del satélite, que sugería que los compuestos que forman la neblina de Titán se producían varios cientos de kilómetros por encima de ella.
"Esta hipótesis implicaba la generación de grandes cantidades de especies aromáticas a gran altura –apunta López-Puertas–, y con nuestro trabajo hemos demostrado que los PAH son la contrapartida neutra, y mucho más abundante, de las pequeñas cantidades de iones halladas en 2007. Aportamos así una evidencia clave de la composición y procedencia de la neblina de Titán", concluye.
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Titán, una luna de Saturno envuelta en hidrocarburos
- Un equipo científico desvela la presencia de compuestos orgánicos PAH en la alta atmósfera del mayor satélite del planeta de los anillos
Lagos de metano líquido en la superficie de Titán captados por la sonda ‘Cassini’ en órbita de Saturno. / NASA/JPL/USGS
Titán, el mayor satélite de Saturno, es el cuerpo celeste más lejano en el que se ha posado un artefacto enviado desde la Tierra. Se trata de una luna que merece especial interés por parte de los científicos dado que tiene una atmósfera compleja y lagos de hidrocarburos líquidos en su superficie, características que recuerdan a la Tierra primitiva. Ahora, los datos tomados allí por la sonda automática Cassini, en órbita del planeta de los anillos, ha permitido a un equipo científico desvelar el origen de la neblina que envuelve la superficie de Titán: procede del gas presente en las altas capas de su atmósfera, compuesto por hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH).
Paisaje de Titán captado desde el suelo por la sonda europea ‘Huygens’, en enero de 2005. / ESA/NASA/JPL/UNIVERSITY OF ARIZONA
“Hace décadas se propuso que la capa de neblina de la baja atmósfera [de Titán] se generaba a partir de moléculas orgánicas complejas y, en 2007, se sugirió que estas moléculas podrían formarse en la atmósfera superior, varios cientos de kilómetros sobre su lugar de origen”, explica el investigador principal de la investigación que confirma ahora ambas hipótesis, Manuel López-Puertas, del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), del CSIC.
Sujeta a la sonda Cassini, de la NASA, viajó desde la Tierra el módulo Huygens, de la Agencia Europea del Espacio (ESA), que protagonizó, el 14 de enero de 2005, una de las grandes hazañas de la exploración espacial al descender con éxito hasta el suelo de Titán, tomando datos durante la caída y una vez en el suelo. Ninguna sonda artificial ha llegado a la superficie de un cuerpo tan lejano. En Titán, casi tan grande como Marte y con una temperatura en la superficie de 179 grados bajo cero, hay lagos de etano y metano que forman nubes y que, ocasionalmente provocan lluvias. “En muchos aspectos, es uno de los mundos más parecidos a la Tierra que se ha encontrado hasta ahora”, explica la NASA. “Con su densa atmósfera y su química orgánica, Titán parece una versión congelada de la Tierra hace unos miles de millones de años, antes de que los organismos vivos empezasen a bombear oxígeno a la atmósfera”.
Esa luna está envuelta por la neblina anaranjada que ha dificultado siempre la observación de su superficie. Pero el trabajo de observación de la misión Cassini-Huygens ha proporcionado una perspectiva nueva.
Los PAH de Titán están presentes entre, al menos, los 900 kilómetros y los 1.250 kilómetros sobre la superficie, explican ahora los investigadores. “Estos compuestos absorben los fotones ultravioleta del Sol, que son muy energéticos, rápidamente redistribuyen esta energía a nivel interno que finalmente vuelve a ser emitida en el infrarrojo cercano, lo que produce una fuerte emisión con una concentración de partículas relativamente baja”, explica López-Puerta. El gas se descubrió, precisamente, a través de su manifestación en infrarrojo, añaden los investigadores en un comunicado del CSIC.
Los resultados de la investigación, en la que participan científicos de España, Italia y Estados Unidos) se publican hoy en la revista The Astrophysical Journal.
La neblina que envuelve Titán procede del gas de su alta atmósfera
Dos de los misterios que envuelven a Titán, la mayor luna del planeta Saturno, han sido resueltos de un solo golpe gracias a una investigación internacional liderada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). La neblina que envuelve la superficie del astro, y que hasta ahora era de origen desconocido, procede del misterioso gas presente en las altas capas de su atmósfera, cuya composición también acaba de ser desvelada por la investigación.
La misión Cassini de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) en la que participa el CSIC detectó el pasado marzo una misteriosa luminescencia en la atmósfera del satélite, no conocida anteriormente. Al trabajar con este dato, los expertos han hallado que se produce por hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs, de sus siglas en inglés). Por su parte, la neblina es conocida desde hace más de 30 años, aunque su origen y composición continuaba siendo un misterio.
El investigador del CSIC Manuel López-Puertas, que ha liderado la investigación, ha explicado que "hace décadas se propuso que la capa de neblina de la baja atmósfera se generaba a partir de moléculas orgánicas complejas, y en 2007 se sugirió que estas moléculas podrían formarse en la atmósfera superior, varios cientos de kilómetros sobre su lugar de origen". El nuevo hallazgo, publicado en 'The Astrophysical Journal', ha confirmado ambas hipótesis.
Los PAHs de Titán están presentes entre, al menos, los 900 y los 1.250 kilómetros sobre la superficie del astro. López-Puertas ha apuntado que "estos compuestos absorben los fotones ultravioleta del Sol, que son muy energéticos, rápidamente redistribuyen esta energía a nivel interno que finalmente vuelve a ser emitida en el infrarrojo cercano, lo que produce una fuerte emisión con una concentración de partículas relativamente baja".
El gas fue, de hecho, descubierto a través de su manifestación en el infrarrojo cercano. Mediante un modelo de redistribución de energía los investigadores han sido capaces de calcular que la atmósfera de Titán posee entre 20.000 y 30.000 PAHs por centímetro cúbico.
Para el investigador del CSIC esta cifra resulta "sorprendentemente alta y aporta una evidencia clave de la composición y la procedencia de la neblina de Titán".
La misión Cassini de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) en la que participa el CSIC detectó el pasado marzo una misteriosa luminescencia en la atmósfera del satélite, no conocida anteriormente. Al trabajar con este dato, los expertos han hallado que se produce por hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs, de sus siglas en inglés). Por su parte, la neblina es conocida desde hace más de 30 años, aunque su origen y composición continuaba siendo un misterio.
El investigador del CSIC Manuel López-Puertas, que ha liderado la investigación, ha explicado que "hace décadas se propuso que la capa de neblina de la baja atmósfera se generaba a partir de moléculas orgánicas complejas, y en 2007 se sugirió que estas moléculas podrían formarse en la atmósfera superior, varios cientos de kilómetros sobre su lugar de origen". El nuevo hallazgo, publicado en 'The Astrophysical Journal', ha confirmado ambas hipótesis.
Los PAHs de Titán están presentes entre, al menos, los 900 y los 1.250 kilómetros sobre la superficie del astro. López-Puertas ha apuntado que "estos compuestos absorben los fotones ultravioleta del Sol, que son muy energéticos, rápidamente redistribuyen esta energía a nivel interno que finalmente vuelve a ser emitida en el infrarrojo cercano, lo que produce una fuerte emisión con una concentración de partículas relativamente baja".
El gas fue, de hecho, descubierto a través de su manifestación en el infrarrojo cercano. Mediante un modelo de redistribución de energía los investigadores han sido capaces de calcular que la atmósfera de Titán posee entre 20.000 y 30.000 PAHs por centímetro cúbico.
Para el investigador del CSIC esta cifra resulta "sorprendentemente alta y aporta una evidencia clave de la composición y la procedencia de la neblina de Titán".
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