Titán y sus lagos efervescentes

Cassini captó este mosaico de imágenes mostrando los lagos del norte y los mares de la luna de Saturno Titán el 17 de febrero de 2017. El sobrevuelo final de la misión está planeado para el 22 de abril. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Un nuevo estudio financiado por la NASA has mostrado que los lagos de hidrocarburo de los mares de la luna mayor de Saturno, Titán, podrían ocasionalmente entrar en erupción con charcos de burbujas. 

El estudio llevado a cabo en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena en California ha simulado las condiciones heladas de la superficie de Titán, descubriendo que cantidades significativas de nitrógeno pueden disolverse en metano liquido extremadamente frio que llueve del cielo y se acumula en ríos, lagos y mares. 

Los investigadores demostraron que leves cambios de temperatura, presión de aire o composición puede causar que el nitrógeno se separe rápidamente de la solución, como la efervescencia que se produce la abrir una soda carbonatada. 

La nave espacial Cassini encontró que la composición de los lagos y mares de Titán varían de un lugar a otro, con algunas reservas siendo más ricas en etano que en metano.

Michael Malaska del JPL dio: "Nuestros experimentos demostraron que cuando líquidos ricos en metano se mezclan con los ricos en etano – por ejemplo en una lluvia copiosa, o en escorrentías de ríos de metano en un lago rico en etano – al nitrógeno le es más difícil quedarse en esa solución,” resultando en, gran cantidad de burbujas. 

Imágenes radar de Cassini que muestra una extraña característica a modo de isla en uno de los mares de hidrocarburo de Titán que parece cambiar con el tiempo (serie de imágenes a la izquierda). Una posible explicación de estas "islas mágicas" son las burbujas. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Este escape de nitrógeno, conocido como exsolución, puede ocurrir cuando mares de metano de calientan ligeramente durante el cambio de temporada en Titán. Un líquido efervescente podría potencialmente causar problemas, a una futura sonda robótica mandada a flotar o navegar por los mares de Titán. El exceso de calor que emanaría de la sonda podría causar que se formasen burbujas alrededor de sus estructuras – por ejemplo, hélices usadas en la propulsión – haciendo difícil la conducción o mantener a la sonda estable. 

La idea de que burbujas de nitrógeno creen charcos efervescentes en los lagos de Titán y sus mares es relevante en cuanto a uno de los más enigmáticos misterios sin resolver que la Cassini ha investigado durante su tiempo de exploración en Titán: las llamadas "Islas mágicas." Durante varios sobrevuelos, el radar de Cassini detectó pequeñas áreas en los mares que aparecían y desaparecían, y luego (en al menos una ocasión) reaparecieron. Los investigadores propusieron varias explicaciones potenciales de lo que podría estar causando la creación de estos aparentemente objetos tipo islas, y que incluía la idea de campos de burbujas. El nuevo estudio aporta detalles sobre los mecanismos que podrían estar formando tales burbujas, si en efecto son las culpables. 

"Gracias a este trabajo sobre la solubilidad del nitrógeno, estamos ahora seguros de que en efecto las burbujas podrían estar formándose en estos mares, y de hecho podría ser más abundante de lo que se esperaba," dijo Hofgartner del JPL, quien trabaja como coinvestigador en el equipo de radar de la Cassini y es coautor de la investigación. 

En la investigación de cómo se mueve el nitrógeno entre las reservas liquidas de Titán y su atmosfera, los investigadores también hicieron salir nitrógeno de una solución simulada rica en etano mientras el etano se congelaba en le fondo de los pequeños lagos simulados de Titán. Al contrario que le agua, la cual es más densa en su estado sólido que, en su estado líquido, el hielo de etano podría formarse en el fondo de las charcas heladas de Titán. Mientras el etano se cristaliza en hielo, no hay sitio para el gas de nitrógeno disuelto, y sale de forma efervescentemente hacia fuera.

Nitrógeno efervescente sale fuera de etano helado en uno de los experimentos llevados a cabo por Malaska y sus compañeros para la investigación. Crédito: NASA/JPL-Caltech/M. Malaska 

Fuente: NASA