Titan no esconde un océano, revela un interior sorprendente

Un reciente estudio sobre los datos de la misión Cassini, que exploró Saturno y sus lunas, reveló que la luna Titán no contiene un océano global bajo su superficie helada, como se había creído durante años. En cambio, los científicos sugirieron que su interior es más bien espeso y viscoso, con caminos de slush y bolsas de agua líquida más cercanas al núcleo rocoso del satélite.

Las interpretaciones anteriores de los datos de Cassini llevaron a la hipótesis de un océano profundo de agua líquida. Sin embargo, al probar esta idea mediante modelos computacionales, los resultados no coincidieron con las características físicas observadas. Un análisis más detallado condujo a conclusiones más "slushier". Estos hallazgos podrían llevar a los científicos a revisar sus suposiciones sobre otros mundos helados y a refinar sus métodos de búsqueda de vida en Titán.

"En lugar de un océano abierto como el que tenemos en la Tierra, probablemente estamos observando algo más parecido a hielo marino ártico o acuíferos, lo que tiene implicaciones sobre el tipo de vida que podríamos encontrar, así como sobre la disponibilidad de nutrientes y energía", afirmó Baptiste Journaux, profesor asistente de ciencias de la Tierra y del espacio en la Universidad de Washington.

El estudio, publicado el 17 de diciembre en la revista Nature, fue liderado por NASA, con contribuciones de Journaux y Ula Jones, una estudiante de posgrado de la misma universidad.

El legado de Cassini y la superficie inusual de Titán

La misión Cassini, que comenzó en 1997 y duró casi dos décadas, recopiló información extensa sobre Saturno y sus 274 lunas. Titán, cubierto por una atmósfera brumosa, se destaca como el único lugar, además de la Tierra, donde se sabe que existe líquido en la superficie. A temperaturas cercanas a -297 grados Fahrenheit, ese líquido es metano, no agua. El metano forma lagos en Titán e incluso cae del cielo como lluvia.

Al orbitar Saturno en una trayectoria alargada, los científicos notaron que la luna se estira y se comprime dependiendo de su posición relativa al planeta. En 2008, investigadores argumentaron que esta flexión pronunciada solo podría ocurrir si existiera un gran océano bajo la corteza de Titán.

"El grado de deformación depende de la estructura interna de Titán. Un océano profundo permitiría que la corteza se flexionara más bajo la atracción gravitacional de Saturno, pero si Titán estuviera completamente congelado, no se deformaría tanto", explicó Journaux. "La deformación que detectamos durante el análisis inicial de los datos de la misión Cassini podría haber sido compatible con un océano global, pero ahora sabemos que esa no es la historia completa".

Un sutil retraso temporal revela un interior viscoso

La nueva investigación añade un factor importante que estudios anteriores no consideraron completamente: el tiempo. Los cambios en la forma de Titán tienen un retraso de aproximadamente 15 horas respecto a la atracción más fuerte de la gravedad de Saturno. Mover un material espeso y pegajoso requiere más energía que desplazar un líquido que fluye libremente, similar a cómo revolver miel requiere más esfuerzo que revolver agua. Al medir este retraso, los científicos pudieron estimar cuánta energía absorbe Titán al deformarse, ofreciendo una visión de cuán espeso o viscoso debe ser su interior.

La cantidad de energía perdida, o disipada, dentro de Titán resultó ser mucho mayor de lo esperado si existiera un océano líquido global.

"Nadie esperaba una disipación de energía tan fuerte dentro de Titán. Esa fue la prueba concluyente que indicó que el interior de Titán es diferente de lo que se infería de análisis previos", comentó Flavio Petricca, investigador postdoctoral en el Jet Propulsion Laboratory de NASA y autor principal del estudio.

Con base en estos hallazgos, los investigadores proponen un interior compuesto en gran parte de slush, con significativamente menos agua líquida de lo que se asumía anteriormente. Este material viscoso es lo suficientemente espeso como para explicar la respuesta retardada a la gravedad de Saturno, mientras que aún contiene suficiente agua para permitir que Titán cambie de forma.

Las señales de radio y la física extrema respaldan el modelo

Petricca llegó a estas conclusiones al analizar las frecuencias de las ondas de radio transmitidas desde la nave Cassini durante los sobrevuelo cercanos a Titán. Journaux ayudó a interpretar los resultados utilizando la termodinámica. Su trabajo se centra en cómo el agua y los minerales se comportan bajo presión intensa, un conocimiento crítico para entender si otros entornos planetarios podrían albergar vida.

"La capa acuosa en Titán es tan gruesa, la presión es tan inmensa, que la física del agua cambia. El agua y el hielo se comportan de manera diferente que el agua de mar aquí en la Tierra", explicó Journaux.

En su laboratorio de física de criominerales planetarios en la UW, los investigadores han pasado años desarrollando métodos para recrear las condiciones extremas encontradas en otros mundos. Utilizando este trabajo, Journaux proporcionó a Petricca y sus colegas datos que describen cómo se espera que el agua y el hielo se comporten en las profundidades de Titán.

"Podríamos ayudarles a determinar qué señal gravitacional deberían esperar ver basándose en los experimentos realizados aquí en UW", comentó Journaux. "Fue muy gratificante".

Lo que el slush podría significar para la vida en Titán

"El descubrimiento de una capa viscosa en Titán también tiene implicaciones emocionantes para la búsqueda de vida más allá de nuestro sistema solar", afirmó Jones. "Amplía el rango de entornos que podríamos considerar habitables".

Si bien la idea de un vasto océano una vez alimentó el optimismo sobre la vida en Titán, los investigadores sugieren que la imagen actualizada podría mejorar las probabilidades. Su análisis indica que las bolsas de agua dulce de Titán podrían alcanzar temperaturas de hasta 68 grados Fahrenheit. En estos volúmenes más pequeños de agua, los nutrientes estarían más concentrados que en un gran océano, lo que podría facilitar la supervivencia de formas de vida simples.

Aunque los científicos no esperan encontrar peces nadando por los canales viscosos de Titán, cualquier vida descubierta allí podría parecerse a organismos encontrados en las regiones polares de la Tierra.

Journaux también forma parte de la próxima misión Dragonfly de NASA a Titán, programada para lanzarse en 2028. Los hallazgos de este estudio ayudarán a informar esa misión, y Journaux espera que los datos futuros proporcionen tanto evidencia de vida como una respuesta definitiva sobre la presencia de un océano bajo el hielo de Titán.

Los coautores incluyen a Steven D. Vance, Marzia Parisi, Dustin Buccino, Gael Cascioli, Julie Castillo-Rogez, Mark Panning y Jonathan I. Lunine de NASA; Brynna G. Downey del Southwest Research Institute; Francis Nimmo y Gabriel Tobie de la Universidad de Nantes; Andrea Magnanini de la Universidad de Bolonia; Amirhossein Bagheri del California Institute of Technology y Antonio Genova de la Universidad Sapienza de Roma.

Esta investigación fue financiada por NASA, la Swiss National Science Foundation y la Italian Space Agency.

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