Titán
Mirando a través de la bruma de Titán
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| Titán el satélite más grande de Saturno. |
Situación
Debido a los cambios en las estaciones de Saturno, en esta última vista de la primavera del norte de Titán, la iluminación se modificó significativamente de la vista por VIMS durante el sobrevuelo "T-9" el 26 de diciembre de 2005. El sol se ha movido más alto en el cielo en el hemisferio norte de Titán, y más bajo en el cielo en el sur, a medida que se acerca el verano del norte. Este cambio en el ángulo del sol con respecto a la superficie de Titán ha hecho que las latitudes altas del sur parezcan más oscuras, mientras que las latitudes del norte parecen más brillantes. La misión Cassini es un proyecto cooperativo de la NASA, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Italiana. El Jet Propulsion Laboratory, una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, administra la misión para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, Washington. El orbitador Cassini y sus dos cámaras a bordo fueron diseñados, desarrollados y ensamblados en JPL. El equipo del espectrómetro de mapeo visual e infrarrojo se basa en la Universidad de Arizona.
Publicado: 4 de diciembre de 2015, enlace publicación.
Descripción de la imagen
La imagen de cabecera muestra una vista infrarroja de la luna Titán de Saturno desde la nave espacial Cassini de la NASA, adquirida durante el sobrevuelo "T-114" de la misión el 13 de noviembre de 2015. El instrumento del espectrómetro de mapeo visual e infrarrojo de la nave espacial realizó estas observaciones. el azul representa longitudes de onda centradas en 1.3 micrones, el verde representa 2.0 micrones y el rojo representa 5.0 micrones. Una vista a longitudes de onda visibles (centrada alrededor de 0.5 micrones) mostraría solo la atmósfera borrosa de Titán. Las longitudes de onda del infrarrojo cercano en esta imagen permiten que la visión de Cassini penetre en la bruma y revele la superficie de la luna.
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| Mirando el lado brillante de Titán. Cuando Cassini se acercó a Titán el 21 de agosto de 2005, capturó esta visión de color natural naranja de la luna, el smog global. La brumosa atmósfera de Titán fue frustrante para los científicos de la Voyager de la NASA durante los primeros sobrevuelos tentadores de Titán hace 25 años, pero ahora la superficie de Titán está siendo revelada por Cassini con una claridad sorprendente. Las imágenes tomadas con la cámara gran angular utilizando filtros espectrales rojo, verde y azul se combinaron para crear esta vista de color. Las imágenes fueron adquiridas a una distancia de aproximadamente 213,000 kilómetros (132,000 millas) de Titán y en una nave espacial Sun-Titan, o ángulo de fase de 55 grados. La resolución en la imagen es de aproximadamente 13 kilómetros (8 millas) por píxel. La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. El Jet Propulsion Laboratory, una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, administra la misión para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, Washington, DC El orbitador Cassini y sus dos cámaras a bordo fueron diseñadas, desarrolladas y ensambladas en JPL. El centro de operaciones de imágenes se encuentra en el Instituto de Ciencias Espaciales en Boulder, Colorado. Crédito: NASA / JPL / Instituto de Ciencias Espaciales. |
Durante este sobrevuelo a Titán, la altitud de aproximación más cercana de la nave fue 6.200 millas (10.000 kilómetros), que es considerablemente más alta que la de los típicos sobrevuelos, que son alrededor de 750 millas (1.200 kilómetros). El alto sobrevuelo permitió que VIMS reuniera vistas de resolución moderada en áreas amplias (generalmente a unos pocos kilómetros por píxel).
La vista mira hacia el terreno que se encuentra principalmente en el hemisferio de Titán, que mira hacia Saturno. La escena muestra las regiones paralelas, oscuras y llenas de dunas llamadas Fensal (al norte) y Aztlan (al sur), que tienen la forma de una letra lateral "H".
Varios lugares en la imagen muestran la superficie con mayor resolución que en cualquier otro lugar. Estas áreas, llamadas subtramas, muestran más detalles porque se adquirieron cerca del enfoque más cercano. Tienen una resolución más fina, pero cubren áreas más pequeñas que los datos obtenidos cuando Cassini estaba más lejos de Titán.
Cerca de la extremidad a la izquierda, arriba del centro, se encuentra la mejor vista VIMS hasta el momento del mayor cráter de impacto confirmado de Titán, Menrva. De manera similar, los subtramas detallados muestran Xanadu oriental, la cuenca Hotei Regio y canales en terrenos brillantes al este de Xanadu.
Brevemente
La luna más grande de Saturno, Titán, es un mundo extraordinario y excepcional. Entre las más de 150 lunas conocidas de nuestro sistema solar, Titán es la única con una atmósfera sustancial. Y de todos los lugares en el sistema solar, Titán es el único lugar, además de la Tierra, que tiene líquidos en forma de ríos, lagos y mares en su superficie.
Titán es más grande que el planeta Mercurio y es la segunda luna más grande de nuestro sistema solar. La luna de Júpiter, Ganímedes es solo un poco más grande (alrededor del 2 por ciento). La atmósfera de Titán está compuesta principalmente de nitrógeno, como la Tierra, pero con una presión en la superficie 50 por ciento más alta que la de la Tierra. Titán tiene nubes, lluvia, ríos, lagos y mares de hidrocarburos líquidos como el metano y el etano. Los mares más grandes tienen cientos de pies de profundidad y cientos de millas de ancho. Debajo de la gruesa capa de hielo de agua de Titán hay más líquido, un océano principalmente de agua en lugar de metano. El agua subsuperficial de Titán podría ser un lugar para albergar vida como la conocemos, mientras que su superficie de lagos y mares de hidrocarburos líquidos podría albergar vida que utiliza una química diferente a la que estamos acostumbrados, es decir, la vida que aún no conocemos eso. Titán también podría ser un mundo sin vida.
En profundidad
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| El colorido globo de la luna más grande de Saturno, Titán, pasa por delante del planeta y sus anillos en esta instantánea de color real de la nave espacial Cassini de la NASA. La capucha del polo norte se puede ver en Titán (3.200 millas, 5.150 kilómetros de diámetro) y aparece como una capa separada en la parte superior de la luna aquí. Esta vista mira hacia el lado norte, iluminado por el sol de los anillos, justo por encima del plano del anillo. Las imágenes tomadas con filtros espectrales rojo, verde y azul se combinaron para crear esta vista de color natural. Las imágenes se obtuvieron con la cámara de ángulo estrecho de la nave espacial Cassini el 21 de mayo de 2011 a una distancia de aproximadamente 1.4 millones de millas (2.3 millones de kilómetros) de Titán. La escala de la imagen es de 9 millas (14 kilómetros) por píxel en Titán. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute. Última actualización: 23 de julio de 2018. Editor: Administrador de contenido de la NASA. |
La luna más grande de Saturno, Titán, es un mundo helado cuya superficie está completamente oculta por una atmósfera brumosa y dorada. Titán es la segunda luna más grande de nuestro sistema solar. Solo la luna Ganimedes de Júpiter es más grande, solo un 2 por ciento. Titán es más grande que la luna de la Tierra, y más grande que incluso el planeta Mercurio.
Esta gigantesca luna es la única luna en el sistema solar con una atmósfera densa, y es el único mundo además de la Tierra que tiene cuerpos de líquido en pie, incluyendo ríos, lagos y mares, en su superficie. Al igual que la Tierra, la atmósfera de Titán es principalmente nitrógeno, más una pequeña cantidad de metano. Es el único lugar en el sistema solar que se sabe que tiene un ciclo terrestre de líquidos que caen de las nubes, fluyen a través de su superficie, llenan los lagos y los mares y se evaporan de nuevo en el cielo (similar al ciclo de agua de la Tierra). También se cree que Titán tiene un océano subsuperficial de agua.
Tamaño y distancia
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| Vistas de Titán desde diferentes altitudes. Este póster muestra un conjunto de imágenes adquiridas por el sensor de imagen / radiómetro espectral de la sonda espacial Huygens de la Agencia Espacial Europea, en las cuatro direcciones cardinales (norte, sur, este, oeste), a cinco alturas diferentes sobre la superficie de Titán. Fuente: ESA / NASA / JPL / Universidad de Arizona. Publicado: 4 de mayo de 2006. |
Órbita y rotación
Titán tarda 15 días y 22 horas en completar una órbita completa de Saturno. Titán también está bloqueado tidalmente en rotación síncrona con Saturno, lo que significa que, como la Luna de la Tierra, Titán siempre muestra la misma cara al planeta mientras orbita. Saturno toma alrededor de 29 años terrestres para orbitar el Sol (un año saturniano), y el eje de rotación de Saturno está inclinado como el de la Tierra, dando como resultado estaciones. Pero el año más largo de Saturno produce estaciones que duran más de siete años terrestres. Dado que Titán orbita aproximadamente a lo largo del plano ecuatorial de Saturno, y la inclinación de Titán con respecto al sol es aproximadamente la misma que la de Saturno, las temporadas de Titán tienen el mismo calendario que las de Saturno: temporadas que duran más de siete años terrestres y un año que dura 29 años terrestres .
Formación
Los científicos no están seguros del origen de Titán. Sin embargo, su ambiente proporciona una pista. Varios instrumentos de la misión Cassini-Huygens de la NASA y la ESA midieron los isótopos nitrógeno-14 y nitrógeno-15 en la atmósfera de Titán. Los instrumentos encontraron que la relación de isótopos de nitrógeno de Titán se parece más a la que se encuentra en los cometas de la Nube de Oort: una esfera de cientos de miles de millones de cuerpos helados que se cree que orbitan el Sol a una distancia de entre 5.000 y 100.000 unidades astronómicas del Sol (la Tierra es aproximadamente una astronómica unidad del Sol (aproximadamente 93 millones de millas o 150 millones de kilómetros). La relación de nitrógeno atmosférico de Titán sugiere que los bloques de construcción de la luna se formaron al principio de la historia del sistema solar, en el mismo disco frío de gas y polvo que formaba el Sol (llamado nebulosa protosolar), en lugar de formarse en el disco más cálido de material que Saturno formó más tarde de (llamada la subnebulosa de Saturno).
Estructura
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| Capas de titán. El concepto de este artista muestra un posible modelo de la estructura interna de Titán que incorpora datos de la nave espacial Cassini de la NASA. En este modelo, Titán está totalmente diferenciado, lo que significa que el núcleo más denso de la luna se ha separado de sus partes externas. Este modelo propone un núcleo que consiste completamente en rocas que contienen agua y un océano subsuperficial de agua líquida. El manto, en esta imagen, está hecho de capas heladas, una capa de hielo a alta presión más cerca del núcleo y una capa exterior de hielo en la parte superior del océano debajo de la superficie. Se muestra un modelo de Cassini haciendo un sobrevuelo dirigido a las nubes de Titán, con Saturno y Encelado apareciendo en la parte superior derecha. El modelo, desarrollado por Dominic Fortes de la University College London, Inglaterra, incorpora datos del experimento de radio ciencia de Cassini. La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. El Jet Propulsion Laboratory, una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, administra la misión Cassini-Huygens para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, Washington, DC El orbitador Cassini fue diseñado, desarrollado y ensamblado en el JPL. El equipo de radio y ciencia se basa en Wellesley College, Wellesley, Massachusetts. Para obtener imágenes e información sobre la misión Cassini, visite http://saturn.jpl.nasa.gov y http://www.nasa.gov/cassini. Crédito: A. D. Fortes / UCL / STFC. |
La estructura interna de Titán no se conoce por completo, pero un modelo basado en datos de la misión Cassini-Huygens sugiere que Titán tiene cinco capas principales. La capa más interna es un núcleo de roca (específicamente, roca de silicato que contiene agua) de aproximadamente 2,500 millas (4,000 kilómetros) de diámetro. Alrededor del núcleo hay una capa de agua helada, un tipo especial llamado hielo-VI que solo se encuentra a presiones extremadamente altas. El hielo a alta presión está rodeado por una capa de agua líquida salada, sobre la cual se asienta una costra exterior de agua helada. Esta superficie está recubierta con moléculas orgánicas que han llovido o se han asentado de la atmósfera en forma de arena y líquidos. La superficie está abrazada por una densa atmósfera.
Superficie
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| Primera vista en color de la superficie de titán. Esta imagen fue devuelta el 14 de enero de 2005 por la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea durante su exitoso descenso a tierra en Titán. Esta es la vista en color, después del procesamiento para agregar datos de espectros de reflexión, y proporciona una mejor indicación del color real de la superficie. Fuente: NASA / JPL / ESA / Universidad de Arizona. Publicado el 15 de enero de 2005. |
La superficie de Titán es uno de los lugares más parecidos a la Tierra en el sistema solar, aunque a temperaturas mucho más frías y con una química diferente. Aquí es tan frío (-290 grados Fahrenheit o -179 grados Celsius) que el hielo de agua desempeña el papel de roca. Titán también puede tener actividad volcánica, pero con agua líquida "lava" en lugar de roca fundida. La superficie de Titán está esculpida por el metano y el etano, que tallan los canales de los ríos y llenan los grandes lagos con gas natural líquido. Ningún otro mundo en el sistema solar, aparte de la Tierra, tiene ese tipo de actividad líquida en su superficie.
Vastas regiones de dunas oscuras se extienden a través del paisaje de Titán, principalmente alrededor de las regiones ecuatoriales. La "arena" en estas dunas está compuesta de granos oscuros de hidrocarburos que se parecen a los granos de café. En apariencia, las dunas altas y lineales no son diferentes a las que se ven en el desierto de Namibia en África. Titán tiene pocos cráteres de impacto visibles, lo que significa que su superficie debe ser relativamente joven y que una combinación de procesos borra la evidencia de impactos a lo largo del tiempo. La Tierra es similar en ese sentido también; Los cráteres de nuestro planeta se borran por las fuerzas implacables del líquido que fluye (el agua, en el caso de la Tierra), el viento y el reciclaje de la corteza a través de la tectónica de placas. Estas fuerzas también están presentes en Titán, en formas modificadas. En particular, las fuerzas tectónicas, el movimiento del suelo debido a las presiones desde abajo, parecen estar trabajando en la luna helada, aunque los científicos no ven evidencia de placas como en la Tierra.
Atmósfera
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| Titán: Complejo 'Anti-invernadero'. Esta imagen en color natural muestra la atmósfera superior de Titán, un lugar activo donde las moléculas de metano se separan por la luz ultravioleta solar y los subproductos se combinan para formar compuestos como el etano y el acetileno. La bruma dispersa preferentemente las longitudes de onda de luz azul y ultravioleta, lo que hace que su compleja estructura en capas sea más fácilmente visible en las longitudes de onda más cortas utilizadas en esta imagen. Una secuencia de imágenes de películas, tomadas aproximadamente al mismo tiempo que esta vista en color, muestra el movimiento de las capas de bruma en el transcurso de unas pocas horas (consulte la sección Hazning de Titán). Más abajo en la atmósfera, la bruma se convierte en un smog envuelto en un globo de moléculas orgánicas complejas. Esta neblina espesa de color naranja absorbe la luz solar visible, permitiendo que solo el 10 por ciento de la luz alcance la superficie. La bruma espesa también es ineficiente para retener y luego irradiar energía infrarroja (térmica) de regreso a la superficie. Por lo tanto, a pesar del hecho de que Titán tiene una atmósfera más gruesa que la Tierra, la espesa bruma global hace que el efecto invernadero sea un poco más débil que en la Tierra. Las imágenes tomadas con la cámara gran angular de la nave espacial Cassini utilizando filtros espectrales rojo, verde y azul se combinaron para crear esta vista de color natural. Las imágenes se obtuvieron a una distancia de aproximadamente 9,500 kilómetros (5,900 millas) de Titán el 31 de marzo de 2005. La escala de la imagen es de aproximadamente 400 metros (1,300 pies) por píxel. La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. El Jet Propulsion Laboratory, una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, administra la misión para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, Washington, DC El orbitador Cassini y sus dos cámaras a bordo fueron diseñadas, desarrolladas y ensambladas en JPL. El equipo de imágenes está basado en el Instituto de Ciencia Espacial, Boulder, Colorado. |
Nuestro sistema solar alberga más de 150 lunas, pero Titán es único por ser la única luna con una atmósfera espesa. En la superficie de Titán, la presión atmosférica es aproximadamente un 60 por ciento mayor que en la Tierra: aproximadamente la misma presión que una persona sentiría nadando a unos 50 pies (15 metros) por debajo de la superficie en el océano en la Tierra. Debido a que Titán es menos masivo que la Tierra, su gravedad no se mantiene tan fuerte en su envoltura gaseosa, por lo que la atmósfera se extiende a una altitud 10 veces más alta que la de la Tierra: casi 370 millas (600 kilómetros) en el espacio.
La atmósfera de Titán es principalmente nitrógeno (alrededor del 95 por ciento) y metano (alrededor del 5 por ciento), con pequeñas cantidades de otros compuestos ricos en carbono. En lo alto de la atmósfera de Titán, las moléculas de metano y nitrógeno se dividen por la luz ultravioleta del Sol y las partículas de alta energía aceleradas en el campo magnético de Saturno. Las piezas de estas moléculas se recombinan para formar una variedad de sustancias químicas orgánicas (sustancias que contienen carbono e hidrógeno), y con frecuencia incluyen nitrógeno, oxígeno y otros elementos importantes para la vida en la Tierra.
Algunos de los compuestos producidos por esa división y reciclaje de metano y nitrógeno crean una especie de smog: una neblina espesa de color naranja que hace que la superficie de la luna sea difícil de ver desde el espacio. (Sin embargo, las naves espaciales y los telescopios pueden ver a través de la bruma en ciertas longitudes de onda de luz fuera de las visibles para los ojos humanos). Algunos de los compuestos pesados y ricos en carbono se asientan en la superficie de la luna; estos hidrocarburos desempeñan el papel de "arena" en los vastos campos de dunas de Titán. Y el metano se condensa en nubes que ocasionalmente empapan la superficie en tormentas de metano.
El metano en la atmósfera de Titán es lo que hace posible su compleja química atmosférica, pero de dónde proviene todo ese metano es un misterio. Debido a que la luz solar descompone continuamente el metano en la atmósfera de Titán, alguna fuente debe reponerlo o se agotará con el tiempo. Los investigadores sospechan que el metano podría ser introducido en la atmósfera de Titán por el crovolcanismo (volcanes que liberan agua enfriada en lugar de lava de roca fundida), pero no están seguros de si este o algún otro proceso es responsable.
Potencial de vida
Las numerosas mediciones de gravedad de la nave Cassini sobre Titán revelaron que la luna está escondiendo un océano subterráneo de agua líquida (probablemente mezclada con sales y amoniaco). La sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea también midió las señales de radio durante su descenso a la superficie, en 2005, que sugería fuertemente la presencia de un océano de 35 a 50 millas (55 a 80 kilómetros) por debajo del suelo helado. El descubrimiento de un océano global de agua líquida agrega Titán al puñado de mundos en nuestro sistema solar que potencialmente podría contener ambientes habitables. Además, los ríos, lagos y mares de Titán que contienen metano líquido y etano podrían servir como un entorno habitable en la superficie de la luna, aunque cualquier vida allí sería muy diferente de la vida de la Tierra. Por lo tanto, Titán podría potencialmente albergar entornos con condiciones adecuadas para la vida, es decir, tanto la vida como la conocemos (en el océano subsuperficial) y la vida como no la conocemos (en el líquido de hidrocarburos de la superficie). Aunque hasta ahora no hay evidencia de vida en Titán, su química compleja y sus entornos únicos seguramente lo convertirán en un destino para la exploración continua.
Enlaces de interés
Titan: https://solarsystem.nasa.gov/moons/saturn-moons/titan/overview/Imágenes de Titán: https://photojournal.jpl.nasa.gov/target/Titan
Misión Cassini: https://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/main/index.html
https://solarsystem.nasa.gov/missions/cassini/overview/
Para obtener más información sobre la misión Cassini-Huygens, visite http://saturn.jpl.nasa.gov. Para obtener imágenes adicionales, visite la página de inicio del equipo de imágenes de Cassini http://ciclops.org.
Misisón Cassini-Huygens de la ESA: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Cassini-Huygens
