Luna Titánica: Sopa anaranjada a la vuelta de Saturno

Luna Titánica: Sopa anaranjada a la vuelta de Saturno

Por :Daniel Yárnoz Arriarán

Titán es el mayor satélite de Saturno; según Sagan, en Titán podríamos observar como delante de nuestros ojos se produce la síntesis de moléculas orgánicas complejas.

Por personal de noticias de astrobiología

Recientemente, investigadores del Instituto Astrobiológico de la NASA y la universidad Penn State han desarrollado un nuevo método que ha ayudado a comprender mejor la química atmosférica de Titán.

Titán es el mayor satélite de Saturno; siendo un poco más grande que el planeta Mercurio, se trata también de una de las lunas más grandes del Sistema Solar (tan solo superado en tamaño por la luna de Júpiter Ganímedes). El astrónomo Carl Sagan describió Titán como “uno de los más fascinantes e instructivos mundos que presentan química orgánica pre-biológica”. Según Sagan, en Titán podríamos observar como delante de nuestros ojos se produce la síntesis de moléculas orgánicas complejas.

Eso se debe a que la neblina naranja que cubre completamente Titán es básicamente un experimento de química orgánica en acción. Los rayos cósmicos, junto con los rayos ultravioleta del Sol y partículas cargadas que son atrapadas por el campo magnético de Saturno, sirven de iniciadores de reacciones químicas en la atmósfera de Titán, provocando la formación de cadenas de hidrocarburos. La atmósfera de Titán se asimila en gran medida a la atmósfera primaria carente de oxigeno presente en la Tierra primitiva. La atmósfera de Titán se compone de aproximadamente “un 95% de nitrógeno, 5% de metano con trazas de otros hidrocarburos, cianuro de hidrógeno (HCN) y otros compuestos cianúricos”, dijo el Dr. Robert Minard, Catedrático en Química de la universidad Penn State.

Minard, junto con sus colaboradores con el Instituto Astobiológico y Penn State, han desarrollado un nuevo método de diagnosis para mejorar nuestra comprensión de la química atmosférica de Titán.

Para investigar la presencia de carbono e hidrógeno en hidrocarburos más complejos en Titán, se empleó una técnica que combina análisis químico y térmico, denominada GC-MS. El término GC-MS se refiere a cromatografía de gases (GC) – que sirve para separar diversos componentes como el amoniaco o cianuro – y la espectrografía de masas (MS) – para obtener las masas y pesos moleculares que ayudan a identificar los distintos compuestos. GC-MS es una poderosa herramienta analítica para distinguir elementos gaseosos e iones. Genera una especie de “huella dactilar química” que representa las posibles condiciones atmosféricas, permitiendo así a los investigadores demostrar que la atmósfera de Titán contiene elementos que son similares a los productos de la degradación de un polímero de cianuro de hidrógeno (HCN).

Este polímero de HCN es un sólido negro que se cree jugó un papel importante en el origen de la vida en la tierra hace 4 billones de años. El HCN juega un papel crucial en la síntesis de compuestos orgánicos primarios, ya que es una pieza clave de elementos tan básicos para la vida como son los aminoácidos y las purinas (parte de los ácidos nucleicos como el ADN; más en concreto, de la adenina y la guanina)

Este método analítico proporciona evidencias fuertes de que la química del HCN es una aspecto importante de la atmósfera de Titán, y que el polímero HCN es un componente principal de la neblina anaranjada.

En un experimento diseñado para simular los procesos químicos en la atmósfera de Titán, se llevaron a cabo análisis de degradación y GC-MS sobre un polímero HCN y sobre un polímero marrón rojizo creado mediante el calentamiento de una mezcla de nitrógeno y metano de proporción 80:20. “ La similitud entre los productos obtenidos de ambos materiales demostró que la neblina marrón de Titán es probablemente un compuesto de hidrocarburos y polímeros de HCN,” dijo el Dr. Minard.

La atmósfera de Titán ha intrigado a los astrónomos durante años. Cuando la sonda Voyager I pasó cerca de Titán en Noviembre de 1980, los científicos esperaban poder echar un vistazo a lo que se creía era un complejo e intrigante mundo. Sin embargo, lo que vieron fue una luna completamente cubierta por una niebla de color naranja lo suficientemente densa como para impedir que se viera la superficie lunar. La atmósfera de Titán es cinco veces más densa que la de la Tierra.

Solo recientemente se ha conseguido atisbar a través de la niebla naranja y poder ver la superficie debajo de esta. En Octubre de 1994, varios astrónomos usaron el Telescopio Espacial Hubble para observar Titán en las longitudes de onda del infrarrojo cercano. Mirar a Titán en esa parte del espectro electromagnético permitió a los astrónomos observar una región brillante del tamaño de Australia en la superficie de Titán. Una de las posibles teorías es que esta brillante región se corresponda con un continente montañoso compuesto completamente de hielo.

“No sabemos qué es esa región,” dijo Ralph Lorenz, quien está ahora continuando la investigación sobre Titán en la Universidad de Arizona, “pero una explicación es que la lluvia que cae en las tierras altas limpia la zona dejándola libre de lodo oscuro.”

La existencia de vida en Titán no es probable, a pesar de que casi todos los elementos necesarios para la vida están presentes – energía, hidrocarburos, una atmósfera y agua –. Debido a su distancia al Sol, Titán solo recibe un uno por ciento de la luz solar recibida en la Tierra. A causa de esto la temperatura de la superficie está alrededor de 90 grados Kelvin (menos 180 grados centígrados o menos 297 Fahrenheit). A una temperatura tan fría, el agua se congela y es tan sólida como el granito. Sin agua líquida, los hidrocarburos en la atmósfera de Titán no pueden llegar a formar aminoácidos.

Pero incluso sin suficiente luz solar, es posible que Titán haya albergado agua en su historia primitiva, cuando los impactos de meteoritos eran más frecuentes. En 1992, Carl Sagan y su colega Reid Thompson de la Universidad Cornell, Nueva York, sugirieron que los impactos de meteoros podrían fundir la corteza helada de Titán y permitir que las moléculas orgánicas de la atmósfera reaccionen con el oxígeno en el agua líquida. Así que, incluso si la luna de Saturno carecía de suficiente luz solar, Titán aun podría recibir energía de los impactos de meteoritos.

Sagan y Thompson calcularon que los compuestos orgánicos en la corteza cerca de los impactos podrían haber estado expuestos al oxígeno hasta durante 2 millones de años; quizás suficiente tiempo para permitir la formación de aminoácidos simples. La energía cinética de esos impactos habría generado suficiente calor como para derretir el agua helada. Incluso cuando el agua helada que rodea a esas zonas de impacto ricas en materiales de meteoritosse solidificase, es posible que depósitos de agua líquida persistieran durante miles de años en Titán antes de congelarse finalmente. Este caso hipotético de Sagan-Thompson especula con la posibilidad de formación de aminoácidos sin energía solar significativa, pero con materiales calientes bombardeando Titán. En ese caso poco probable, procesos químicos pre-biológicos tendrían lugar cuando el agua, el calor y los compuestos orgánicos tuvieran suficiente tiempo para formar un caldo de cultivo primario.

¿Cómo sigue la historia?

En octubre de 1997, la nave espacial Cassini fue lanzada con un rendez-vous previsto con Saturno en Junio del 2004. Cassini tendrá mas de 30 encuentros con Titán, permitiéndole mapear la superficie lunar. En Noviembre del 2004, Cassini se separará de la sonda Huygens, construida en Europa, que descenderá atravesando la atmósfera de Titán. La sonda aterrizará en el borde oeste de la brillante región del tamaño de Australia descubierta en 1994.