La manera en que el viento sopla en Titán

La manera en que el viento sopla en Titán

Por :José Manuel García Estevez

Una simulación de los vientos encontrados por la Huygens en Titán ha llevado a los científicos a creer que toda la atmósfera circula alrededor de Titán en un cinturón convectivo.

Este enorme sistema de gas en movimiento transporta aire cálido desde el hemisferio sur de Titán al polo norte, y vuelta.

Como en cualquier cuerpo con atmósfera, la dirección y velocidad del viento en un punto puede relacionarse con la circulación atmosférica general. Así, reproduciendo los vientos encontrados por la Huygens durante su descenso en paracaídas hasta la superficie, los científicos planetarios han podido mejorar sus ideas sobre Titán.

En primer lugar, tuvieron que desechar las similitudes con la Tierra. 'Algunos de los primeros modelos informáticos estaban basados en realidad en la circulación de la Tierra', afirma Jean-Pierre Lebreton, científico de proyecto de la ESA para Huygens. Para hacer esto añadieron las medidas de temperatura de la atmósfera de Titán realizadas por las naves Voyager de la NASA y las propiedades globales de Titán, como su masa, su periodo de rotación, la cantidad de calor que le llega del Sol y las mareas experimentadas por el empuje gravitacional de Saturno.

Ahora disponen del perfil de velocidades del viento para toda la trayectoria de descenso a través de la atmósfera para añadirlo a la mezcla, resultando en una gran diferencia con los modelos anteriores. 'Nuestro conocimiento de la circulación atmosférica inferior era practicamente nulo antes de la misión Huygens', según Tetsuya Tokano, del Institut für Geophysik und Meteorologie, en la Universidad de Köln, Alemania, que ha estado dirigiendo el nuevo esfuerzo para modelar la circulación atmosférica en Titán.

La Huygens encontró la máxima velocidad del viento unos diez minutos después de comenzar su descenso. La velocidad del viento era de unos 120 metros por segundo (432 kilómetros por hora) y fue medida a una altura de 120 kilómetros. A medida que la sonda descendía por debajo de los 60 kilómetros, la velocidad del viento también empezó a descender. Durante los últimos siete kilómetros de descenso, la Huygens se encontró con vientos de sólo unos pocos metros por segundo, con lo que la sonda cayó practicamente en línea recta. En la superficie de Titán no había más que una leve brisa de unos 0.3 metros por segundo.

Durante el descenso la Huygens descubrió que los vientos soplaban en la dirección de la rotación de Titán, de oeste a este. Los vientos invirtieron su dirección dos veces. La primera inversión tuvo lugar a seis kilómetros y la segunda a sólo 700 metros por encima del suelo. Estos puntos han resultado ser vitales para comprender la circulación general de la atmósfera de Titán.

El modelo de Tokano sugiere que la primera inversión está causada por diferencias de temperatura entre el norte y el sur. La inversión inferior ocurre en el límite entre las porciones superior e inferior de una enorme bolsa de aire en circulación conocida como célula de Hadley. Esta 'célula' extraordinariamente grande de atmósfera en rotación circula del polo sur al polo norte y regresa de nuevo y es el modo principal en el que la atmósfera de Titán distribuye el calor.

En Titán, el hemisferio sur mira hacia el Sol actualmente, con lo que en la luna está teniendo lugar el verano austral. El aire cálido del sur se eleva y fluye hacia el hemisferio norte, más frío, forzando al aire más frío del norte a hundirse y moverse hacia el sur. Este aire frío tiene menos flotabilidad y por tanto se mueve a altitudes más bajas.

'En el momento de aterrizaje de la Huygens, el modelo sugiere que Titán debe haber sido más cálido a 10 grados sur que en el ecuador', afirma Tokano. El verano austral en Titán durará hasta 2010, momento en que la órbita de Saturno, que rige el movimiento de la luna, hará que sea el hemisferio norte el que quede inclinado hacia el Sol. Una célula de Hadley tan grande sólo es posible en un mundo de rotación lenta, como Titán, donde una día dura 16 días terrestres.

Así, aunque Titán puede parecerse superficialmente a la Tierra, al incluir los detalles de los vientos encontrados por la Huygens en un modelo informático de la circulación atmosférica de la luna, los científicos planetarios han mostrado que las primeras impresiones a veces pueden ser equivocadas. El sistema de vientos en Titán es diferente al de la Tierra, aunque estén gobernados por los mismos principios físicos.

Y esto son buenas noticias, ya que proporciona un nuevo sistema climático que estudiar por parte de los científicos planetarios.

Este artículo está basado en dos artículos que aparecerán en un número especial de la revista Planetary and Space Science dedicada a los resultados de la Huygens: 'Near-surface winds at the Huygens site on Titan: interpretation by means of a general circulation model', por T. Tokano, y 'Titan atmosphere profiles from Huygens engineering (Temperature and acceleration) sensors', por R.D.Lorenz.

La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana (ASI).