Los cráteres de impacto revelan detalles de la meteorización dinámica de la superficie de Titán.

Los científicos han utilizado datos de la misión Cassini de la NASA para profundizar en los cráteres de impacto en la superficie de Titán, revelando más detalles que nunca sobre cómo evolucionan los cráteres y cómo el clima impulsa cambios en la superficie de la gigantesca luna de Saturno.

Esta imagen compuesta muestra una vista infrarroja de la luna Titán de Saturno desde la nave espacial Cassini de la NASA, capturada en 2015. Varios lugares en la imagen, visibles a través de la atmósfera nebulosa de la luna, muestran más detalles porque esas áreas se adquirieron cerca del enfoque más cercano. Créditos de imagen: NASA / JPL / University of Arizona / University of Idaho.

Al igual que la Tierra, Titán tiene una atmósfera espesa que actúa como escudo protector de los meteoroides; mientras tanto, la erosión y otros procesos geológicos borran de manera eficiente los cráteres creados por meteoroides que llegan a la superficie. El resultado son muchos menos impactos y cráteres que en otras lunas. Aun así, debido a que los impactos agitan lo que hay debajo y lo exponen, los cráteres de impacto de Titán revelan mucho.

El nuevo examen mostró que se pueden dividir en dos categorías: las de los campos de dunas alrededor del ecuador de Titán y las de las vastas llanuras en latitudes medias (entre la zona ecuatorial y los polos). Su ubicación y su composición están conectadas: los cráteres entre las dunas en el ecuador consisten completamente de material orgánico, mientras que los cráteres en las llanuras de latitudes medias son una mezcla de materiales orgánicos, hielo de agua y una pequeña cantidad de hielo similar al metano.

A partir de ahí, los científicos llevaron las conexiones un paso más allá y descubrieron que los cráteres en realidad evolucionan de manera diferente, dependiendo de dónde se encuentren en Titán.

Algunos de los nuevos resultados refuerzan lo que los científicos sabían sobre los cráteres: que la mezcla de material orgánico y hielo de agua se crea por el calor del impacto, y esas superficies luego son lavadas por la lluvia de metano. Pero mientras los investigadores encontraron que el proceso de limpieza ocurre en las llanuras de latitudes medias, descubrieron que no ocurre en la región ecuatorial; en cambio, esas áreas de impacto se cubren rápidamente con una fina capa de sedimento de arena.

Eso significa que la atmósfera y el clima de Titán no solo están dando forma a la superficie de Titán; también están impulsando un proceso físico que afecta qué materiales permanecen expuestos en la superficie, encontraron los autores.

"La parte más emocionante de nuestros resultados es que encontramos evidencia de la superficie dinámica de Titán escondida en los cráteres, lo que nos ha permitido inferir una de las historias más completas del escenario de evolución de la superficie de Titán hasta la fecha", dijo Anezina Solomonidou, investigadora. en la ESA (Agencia Espacial Europea) y autor principal del nuevo estudio. "Nuestro análisis ofrece más evidencia de que Titán sigue siendo un mundo dinámico en la actualidad".

Los tres mosaicos que se muestran aquí fueron compuestos 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). Estas imágenes de color falso se construyeron a partir de imágenes tomadas en las siguientes longitudes de onda: 1,6 micrones (azul), 2,01 (verde) y 5 micrones (rojo). La geometría de visualización del sobrevuelo de diciembre se encuentra aproximadamente en el hemisferio opuesto de Titán de los sobrevuelos de octubre y enero. Hay varias características importantes a tener en cuenta en las imágenes. La primera es que el sistema de nubes del polo sur fue muy brillante durante el sobrevuelo de diciembre, mientras que durante los sobrevuelos de octubre y enero, es apenas visible, lo que indica que la atmósfera sobre el polo sur de Titán es muy dinámica. En el mosaico de diciembre (en el medio), se ve una capucha del polo norte que es brillante a 5 micrones. Se desconoce su composición. El capó del polo norte apenas se ve en los datos de octubre (imagen de la izquierda) y enero (imagen de la derecha). Visible en las imágenes de octubre y enero, justo al sur del ecuador, se encuentra Tui Reggio, una región apodada el "galón". Esta región es muy brillante a 5 micrones y se encuentra entre las características más brillantes de Titán en esa longitud de onda. Se cree que Tui Reggio es un depósito superficial, probablemente de origen volcánico, y puede ser agua y / o dióxido de carbono congelado del vapor. Los datos de sobrevuelo de enero muestran que los márgenes occidentales de Tui Reggio tienen un carácter complejo de flujo consistente con los fenómenos eruptivos. La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. El Laboratorio de Propulsión a Chorro, una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, administra la misión de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, Washington, D.C. El orbitador Cassini fue diseñado, desarrollado y ensamblado en el JPL. El equipo del espectrómetro de mapeo visual e infrarrojo tiene su sede en la Universidad de Arizona. Créditos de imagen: NASA / JPL / University of Arizona

Revelando secretos.

El nuevo trabajo, publicado recientemente en Astronomy & Astrophysics, utilizó datos de instrumentos visibles e infrarrojos a bordo de la nave espacial Cassini, que operó entre 2004 y 2017 y realizó más de 120 sobrevuelos de la luna del tamaño de Mercurio.

"Las ubicaciones y latitudes parecen revelar muchos de los secretos de Titán, mostrándonos que la superficie está conectada activamente con los procesos atmosféricos y posiblemente con los internos", dijo Solomonidou.

Los científicos están ansiosos por aprender más sobre el potencial de Titán para la astrobiología, que es el estudio de los orígenes y la evolución de la vida en el universo. Titán es un mundo oceánico, con un mar de agua y amoníaco bajo su corteza. Y a medida que los científicos buscan vías para que el material orgánico viaje desde la superficie hasta el océano, los cráteres de impacto ofrecen una ventana única al subsuelo.

El colorido globo de la luna más grande de Saturno, Titán, pasa frente al planeta y sus anillos en esta instantánea en color real de la nave espacial Cassini de la NASA. El capó del polo norte se puede ver en Titán (3.200 millas o 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 desde justo 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 fueron obtenidas con la cámara de ángulo estrecho de la 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 14 kilómetros (9 millas) por píxel en Titán. La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. El Laboratorio de Propulsión a Chorro, 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. El orbitador Cassini y sus dos cámaras a bordo fueron diseñados, desarrollados y ensamblados en el JPL. El equipo de imágenes tiene su sede en el Instituto de Ciencias Espaciales en Boulder, Colorado. Créditos de imagen: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

La nueva investigación también encontró que un sitio de impacto, llamado Selk Crater, está completamente cubierto de materia orgánica y no ha sido tocado por el proceso de lluvia que limpia la superficie de otros cráteres. Selk es de hecho un objetivo de la misión Dragonfly de la NASA, que se lanzará en 2027; El módulo de aterrizaje de helicópteros investigará cuestiones clave de astrobiología mientras busca una química biológicamente importante similar a la Tierra primitiva antes de que surgiera la vida.

La NASA tuvo su primer encuentro cercano con Titán hace unos 40 años, el 12 de noviembre de 1980, cuando la nave espacial Voyager 1 de la agencia pasó volando a un rango de tan solo 4.000 kilómetros (2.500 millas). Las imágenes de la Voyager mostraron una atmósfera espesa y opaca, y los datos revelaron que podría haber líquido presente en la superficie (lo estaba, en forma de metano y etano líquidos), e indicaron que las reacciones químicas prebióticas podrían ser posibles en Titán.

Gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, Cassini fue un orbitador que observó Saturno durante más de 13 años antes de agotar su suministro de combustible. La misión lo sumergió en la atmósfera del planeta en septiembre de 2017, en parte para proteger las lunas que tienen el potencial de mantener condiciones adecuadas para la vida.

La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Italiana. JPL, una división de Caltech en Pasadena, administra la misión de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. JPL diseñó, desarrolló y ensambló el orbitador Cassini.

Puede encontrar más información sobre Cassini aquí:

https://solarsystem.nasa.gov/cassini

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• Publicado en NASA JPL-Caltech el 29 de octubre del 2020, enlace publicación.