El abrupto cambio de estación en Titán

Gracias a la sonda internacional Cassini, un equipo de científicos ha estudiado cómo se produce el cambio de estación en Titán, la mayor luna de Saturno. Tras el equinoccio de agosto de 2009, se generó un vórtice turbulento en su atmósfera y aumentó la concentración de gases exóticos a gran altitud.

Titán es, junto a la Tierra, el único otro cuerpo del Sistema Solar con una densa atmósfera rica en nitrógeno. La atmósfera de Titán también contiene metano e hidrógeno, y trazas de otros gases entre los que destacan los hidrocarburos que se forman a gran altitud a través de reacciones desencadenadas por la radiación solar.

Estas moléculas complejas se filtran hacia las capas más bajas de la atmósfera, y a veces se combinan dando lugar a una especie de esmog anaranjado.

En el limbo de esta luna se puede observar otra capa de neblina a una altitud incluso mayor, a unos 400-500 kilómetros sobre la superficie de Titán, que parece estar completamente separada del resto de su atmósfera.

Hasta hace poco se pensaba que esta capa de neblina podría ser el límite superior de la célula de circulación de la ‘atmósfera media’ de Titán, que se extiende de polo a polo, pero un nuevo estudio sugiere que no es así.  

Cuando Cassini llegó al sistema de Saturno en el año 2004, Titán presentaba un vórtice cubierto por una ‘capota’ de gas enriquecido y por una densa neblina a gran altitud sobre su polo norte, que por aquel entonces se encontraba en invierno. Tras el equinoccio de agosto de 2009, la primavera llegó al hemisferio norte de Titán, y el sur entró en el otoño.

La diferencia en la cantidad de radiación solar que recibía ahora cada hemisferio se tradujo rápidamente en la inversión de la dirección de circulación de la única célula atmosférica de Titán, provocando el afloramiento de gases en la atmósfera del hemisferio estival y el hundimiento de estos en el invernal.

“A pesar de que la cantidad de radiación solar que llegaba al hemisferio sur era cada vez menor, lo primero que detectamos en los primeros seis meses después del equinoccio fue un aumento de la temperatura a una altitud de entre 400 y 500 kilómetros sobre la superficie de Titán. Este fenómeno estaba provocado por la compresión de los gases a medida que se hundían en la atmósfera, arrastrados por el nuevo vórtice que se estaba empezando a formar”, explica Nick Teanby, de la Universidad de Bristol, Reino Unido, y autor principal del artículo que presenta estos resultados en la revista Nature

Cambios estacionales. (Foto: ESA/AOES)

“Este fenómeno es el mismo que provoca que se caliente el aire que comprimimos con el bombín de una bicicleta, y en este caso fue la prueba concluyente de que el cambio de estación había comenzado”. 

En los meses subsiguientes se registró un aumento de hasta cien veces en la concentración de gases atmosféricos sobre el polo norte, a esta misma cota.

Los instrumentos de Cassini fueron capaces de determinar que las moléculas se estaban hundiendo en la atmósfera a una velocidad de 1-2 milímetros por segundo.

El equipo de Teanby llegó a la conclusión de que para que se produjese un enriquecimiento de la atmósfera a esas altitudes, estas moléculas complejas tenían que proceder de una cota todavía más elevada, por lo que la capa de neblina no podía ser el límite superior de la célula de circulación atmosférica.

Los nuevos datos indican que estas moléculas complejas se generan a una altitud incluso mayor, pero cuando descienden hasta la cota de los 400-500 kilómetros, se produce un cambio en sus características, probablemente provocado por la aglomeración de las partículas.

“Es impresionante ver un cambio de estación tan dramático en una luna en la que la radiación solar es casi cien veces menos intensa que aquí en la Tierra”, añade Teanby.

“Teniendo en cuenta que un año en Titán son casi 30 años terrestres, un cambio de estación en seis meses se puede considerar como un fenómeno extremadamente rápido”.

“Los modelos matemáticos de hace 20 años ya predecían este cambio en la circulación atmosférica de Titán, pero Cassini ha realizado las primeras observaciones directas de cómo se está produciendo en realidad”, explica Nicolas Altobelli, Científico del Proyecto Cassini para la ESA. 

Fuente: Noticias de la Ciencia y la Tecnología - SINC