Hay pocos lugares en el Sistema Solar que sean tan fascinantes como Titán, la luna de Saturno. Es un mundo con una atmósfera más densa que la Tierra. Donde hace tanto frío que llueve amoniaco, formando lagos, ríos y mares. Donde el hielo del agua forma montañas.
Como Europa y Encleadus, Titán también podría tener un océano interior de agua líquida, un lugar donde podría haber vida.
Titán tiene capas y, afortunadamente, hay una nueva misión increíble en proceso para explorarlo: la misión Titán Dragonfly.
Durante mucho tiempo, los astrónomos no sabían lo especial que era Titán. Eso se debe a que la luna de Saturno está envuelta en espesas nubes que oscurecen la vista de su superficie. De hecho, durante mucho tiempo, los astrónomos pensaron que Titán era la luna más grande del Sistema Solar, ya que no sabían dónde terminaba la atmósfera y dónde comenzaba la tierra. Ahora sabemos que Ganimedes es un poco más grande.
los La primera nave espacial en visitar Titán fue la Pioneer 11. en 1979. No podía ver a través de las espesas nubes, ni tampoco la nave espacial gemela Voyager, que siguió en 1980 y 1981. Sin embargo, reunieron algunas pistas adicionales sobre Titán, al detectar rastros de hidrocarburos en la atmósfera, como acetileno, etano y propano. La mayor parte de su atmósfera, sin embargo, es nitrógeno, al igual que la Tierra.
Esta vista de la luna más grande de Saturno, Titán, es una de las últimas imágenes que la nave espacial Cassini envió a la Tierra antes de sumergirse en la atmósfera del planeta gigante. Créditos: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
Con una atmósfera llena de nitrógeno y que contiene hidrocarburos, esto suena como un lugar potencial para encontrar vida. Tal vez incluso la vida que utiliza una biología completamente diferente a la vida en la Tierra.
¿Qué tan habitable es Titán?
No fue hasta que la nave espacial Cassini de la NASA hizo el largo viaje a Saturno y entró en órbita alrededor del planeta anillado en 2004 que los instrumentos finalmente estuvieron en su lugar para mirar a través de la atmósfera de camuflaje de Titán.
En el transcurso de su misión de 13 años en Saturno, Cassini sobrevoló a Titán 127 veces, utilizando instrumentos de radar e infrarrojos para ver a través de la neblina y revelar características en la superficie de Titán. Cassini vio nubes de hidrocarburos, que hacen llover hidrocarburos en ríos de hidrocarburos y se acumulan en lagos y mares de hidrocarburos. Mi punto es ... hidrocarburos.
Los tres mosaicos que se muestran aquí se compusieron con datos del espectrómetro de mapeo visual e infrarrojo de Cassini tomados durante los últimos tres sobrevuelos de Titán, el 28 de octubre de 2005 (imagen de la izquierda), el 26 de diciembre de 2005 (imagen central) y el 15 de enero de 2005 2006 (imagen derecha). Crédito: NASA / JPL / Universidad de Arizona
Cassini también dejó el Módulo de aterrizaje Huygens de la Agencia Espacial Europea , que se lanzó en paracaídas a través de la atmósfera registrando sus dos horas y media de viaje. Aterrizó en la superficie y envió las primeras imágenes desde el suelo en Titán.
Entre ellos, Cassini y Huygens revelaron que Titán está cubierto de moléculas orgánicas, en el tipo de estado que se pensaba que existía aquí en la Tierra hace 4 mil millones de años. El problema, por supuesto, es que Titán es increíblemente frío. Así es como se obtienen todos esos hidrocarburos líquidos de los que hablaba y hablaba.
La temperatura de la superficie es de -179 grados Celsius o -209 grados Fahrenheit. Solo para comparar la temperatura más fría jamás registrada en la Tierra es de aproximadamente -92 grados centígrados o -133 grados centígrados.
La atmósfera densa de nitrógeno en Titán significa que no necesitarías un traje espacial si quisieras caminar afuera en Titán, solo un abrigo realmente muy grueso.
Así que tienes todas estas materias primas para la vida en la superficie, en una atmósfera de nitrógeno bastante espesa, con hidrocarburos líquidos que actúan como solventes y sustancias químicas en remolino. Incluso hay radiación ultravioleta del Sol que descompone los productos químicos y fomenta nuevas reacciones químicas con el hidrógeno, el metano y el nitrógeno.
Ligeia Mare, que se muestra aquí en datos obtenidos por la nave espacial Cassini de la NASA, es el segundo cuerpo de líquido más grande conocido en Titán, la luna de Saturno. Está lleno de hidrocarburos líquidos, como etano y metano, y es uno de los muchos mares y lagos que adornan la región del polo norte de Titán. Crédito: NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell
Pero luego tienes un ambiente brutalmente frío, completamente hostil a la vida en la superficie.
La buena noticia es que Titán parece tener un océano líquido debajo de su superficie helada: al igual que la Europa de Júpiter y Encelado de Saturno. Esto fue confirmado por cuidadosas mediciones de gravedad realizadas por Cassini durante sus 137 sobrevuelos.
La diferencia es que Titán tiene todos los componentes básicos de la vida en la capa superficial, que rodea el océano. ¿Ves cómo esto es ideal?
En el laboratorio de propulsión a chorro de la NASA, un grupo de científicos está tratando de averiguar qué probabilidades hay de que haya vida en los océanos de Titán. Entre ahora y 2023, esperan resolver las condiciones que podrían permitir que las moléculas orgánicas se muevan desde la superficie del mundo hacia sus océanos interiores, el entorno habitable perfecto.
Habitabilidad de los mundos de hidrocarburos: Titán y más allá. Cómo la vida podría pasar de la superficie de Titán a su interior y viceversa. Crédito: NASA / JPL / NIA
El esfuerzo se llama Habitabilidad de los mundos de hidrocarburos: Titán y más allá .
Su primer objetivo es descubrir cómo las moléculas orgánicas podrían moverse alrededor del planeta y ser transportadas desde la atmósfera a la superficie y luego al subsuelo del océano.
Parte de este trabajo ya se ha realizado, utilizando observaciones de la matriz Atacama Large Millimeter / submillimeter en Chile para estudiar la atmósfera de Titán y medir su contenido químico.
Aunque Cassini estaba mucho más cerca e hizo algunas de estas observaciones, ALMA es en realidad mucho más sensible a los tipos de moléculas que flotan en la atmósfera de Titán. El observatorio ha podido detectar cambios en los niveles en Titán a medida que el metano y el nitrógeno molecular son descompuestos por la radiación ultravioleta del Sol.
ALMA es una variedad de platillos ubicados en el desierto de Atacama en Chile. Imagen: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), O. Dessibourg
Es posible que estas moléculas orgánicas puedan filtrarse al océano. O tal vez las moléculas orgánicas se generan desde el interior de Titán y se abren camino hacia arriba y hacia afuera a través de criovolcanes en la superficie.
Probablemente sea imposible muestrear directamente el océano subterráneo en un futuro cercano, pero si se encuentran indicios en la superficie, una sonda calentada como la misión propuesta para Europa podría derretirse a través del hielo y llegar al océano. Hicimos un episodio completo sobre esta idea.
Luego, quieren saber si estos océanos subsuperficiales podrían ser realmente habitables y, si lo son, qué tipo de vida podría haber allí.
Aunque hay un océano líquido, no sabemos si tiene suficientes sustancias químicas y energía para que la vida sobreviva. Un ejemplo de vida en la Tierra que podría señalar el camino se llamaPelobacter acetylenicus, que se alimenta del acetileno para obtener energía y carbono. Los investigadores planean simular el entorno de Titán y ver qué tan bien puede sobrevivir esta bacteria.
Por último, ¿hay alguna forma de transportar la vida de los océanos a la superficie de Titán, donde se puede estudiar de cerca? Aunque la capa de hielo de Titán puede tener entre 50 y 80 km de espesor, podría haber procesos geológicos durante millones de años que traen material del océano a la superficie.
Ilustración artística del interior de Titán, incluida su capa de agua líquida. Crédito: NASA / JPL
Para recopilar esos datos, necesitaría algún tipo de misión robótica que pudiera moverse rápidamente a través de la superficie de Titán, muestreando diferentes lugares para buscar evidencia de vida.
Titán es absolutamente fascinante, y realmente necesitamos enviar una misión para estudiarlo con más profundidad. Y me complace anunciar que La NASA ha elegido oficialmente un helicóptero de batería nuclear que se irá a Titán en 2026.
Una ilustración del helicóptero Dragonfly de la NASA en Titán. Crédito de imagen: NASA
Se llama Dragonfly y es posible que ya esté familiarizado con él debido a una colaboración Lo hice con Everyday Astronaut el año pasado. . La NASA estaba tratando de elegir entre Dragonfly y una misión de retorno de muestras de cometas. Aunque me gustaría que ambas misiones pudieran volar, esta sería absolutamente mi elección también.
Las condiciones en Titán son perfectas para una máquina voladora. La densidad atmosférica es 4 veces mayor que la de la Tierra, mientras que al mismo tiempo, la gravedad es menor. Volar en Titán es como nadar en los océanos de la Tierra. Podrías ponerte un par de alas en los brazos y volar en Titán, lo cual, en serio, me encantaría probar.
El Dragonfly estará equipado con un generador termoeléctrico radioisotópico, el mismo tipo de batería de plutonio que alimenta Mars Curiosity, Mars 2020 y muchas de las sondas en el Sistema Solar exterior. A medida que el plutonio se descompone, un termopar convierte el calor en electricidad para impulsar la nave espacial.
Y Dragonfly podrá generar suficiente electricidad con su RTG para volar en la atmósfera de Titanian, haciendo saltos cada vez más largos a unos 8 km a la vez. Para su misión principal, se espera que vuele 175 kilómetros, el doble de la distancia de todos los rovers de Marte combinados.
Se espera que la misión se lance en 2026, demorando unos 8 años en llegar a Titán, llegando en 2034.
Los anillos de Saturno se encuentran en la distancia mientras la nave espacial Cassini mira hacia Titán y su región oscura llamada Shangri-La, al este del lugar de aterrizaje de la sonda Huygens. Créditos de imagen: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
La NASA ha elegido los campos de dunas de Shangri-la cerca del ecuador como lugar de aterrizaje, un lugar similar a las dunas de arena de Namibia. Saltará de una región a otra, olfateando y muestreando el entorno que lo rodea hasta llegar al cráter de impacto Selk. Este es un lugar que parece evidenciar agua líquida pasada y moléculas orgánicas.
Este es exactamente el tipo de lugar donde podría haber evidencia de agua que escapó del interior de Titán a su superficie. En otras palabras, aquí es donde podríamos encontrar que Titán alguna vez tuvo, o todavía tiene, vida en su océano interior.
Ha habido algunas otras ideas para explorar Titán, incluido un submarino que podría explorar lagos de hidrocarburos y varias ideas para botes, e incluso un velero. Hicimos un episodio completo sobre otras posibles misiones a Titán.
Titán. Volveremos a Titán y esta vez enviaremos un helicóptero para explorar este fascinante mundo en detalle. Al mismo tiempo, los astrónomos y científicos planetarios desarrollarán el caso de la vida, ya sea hoy o en el pasado antiguo, y cómo podría moverse desde la superficie a sus océanos interiores y viceversa. Y esto podría ayudarnos a comprender cómo la vida pudo haber comenzado aquí en la Tierra.
Fuentes: NASA / JPL , Instituto de Astrobiología de la NASA