Resumen: (28 de octubre de 2004) Uno de los objetivos de la NASA al enviar la sonda Cassini en su viaje de 2 mil millones de millas hacia Saturno era la búsqueda de los lagos de hidrocarburos líquidos que los científicos creen que pueden existir en la superficie de una luna del planeta, Titán. Los datos del primer acercamiento de la Cassini a Titán ya han llegado. ¿Ha encontrado lo que buscaba? Puede ser.





por Henry Bortman

La espesa bruma de Titán es normal, excepto a longitudes de onda seleccionadas, concentradas en la “ventana atmosférica”. Crédito: JPL/Instituto de Ciencia Espacial.

Con sólo unos datos limitados y mucha imaginación, los científicos han desarrollado un atrevido modelo de la luna de Saturno, Titán. Afirman que la luna gigante podría calificarse como un laboratorio prebiótico, con una atmósfera rica en metano y otros compuestos orgánicos. Abajo, en la superficie helada de la luna, sospechan que hay charcas, lagos y, quizás incluso, océanos de hidrocarburos líquidos. Uno de los objetivos científicos primarios de la misión Cassini-Huygens es buscar estas masas de líquido. Sin embargo, los resultados iniciales de la Cassini no son concluyentes.

La Cassini voló durante 1 200 kilómetros (746 millas) sobre Titán el martes y recopiló una variedad de datos. Aquellos más relevantes sobre la cuestión de los hidrocarburos líquidos fueron tomados por las cámaras del Subsistema Científico de Trazado de Imágenes (ISS, siglas de Imaging Science Subsystem) de la nave y su instrumento RADAR (siglas de Radio Detection and Ranging, Detección y Medición por Radio).

+ Ver la galería de imágenes de Cassini y el carrusel de diapositivas.

Titán, a diferencia de otras lunas del sistema solar, está cubierto por una espesa capa de bruma 1,5 veces más densa que la atmósfera de la Tierra. Esta niebla está compuesta principalmente de nitrógeno, pero también contiene metano y otros compuestos orgánicos. Es como un gran manto de niebla extendido sobre el mundo entero. Debido a ello, las imágenes de la luna tomadas en luz visible (las longitudes de onda de la luz que los humanos podemos ver) muestran poco más que una gran bola con pelo. A estas longitudes de onda, la luz procedente de la superficie no puede atravesar la niebla. Pero a algunas longitudes de onda del infrarrojo, sí.

Las cámaras de la Cassini están diseñadas para detectar no sólo las longitudes de onda que el ojo humano puede ver, sino también otras longitudes de onda de la luz. Las imágenes enviadas por la Cassini de su primer acercamiento a Titán ofrecen una vista del planeta en luz cercana al infrarrojo, luz con longitudes de onda ligeramente más largas que las que nosotros podemos ver. Podemos hacernos una idea de cómo se vería el mundo en el infrarrojo colocando un filtro infrarrojo en una cámara. El filtro bloquea la luz visible pero deja pasar la infrarroja. Esto es precisamente lo que la cámara de la Cassini hace: coloca un filtro infrarrojo delante de su lente y entonces captura una imagen.

El filtro permitió a la cámara de la Cassini ver la superficie de Titán, pero ese fue sólo el primer paso en la búsqueda de superficies líquidas. Para aumentar las posibilidades de la cámara de detectar charcas de líquido, la Cassini fue dirigida en un rumbo que maximizaría sus posibilidades de captar el brillo del reflejo solar sobre cualquier superficie líquida que pudiera existir. Quizá usted haya tenido la experiencia de ver el deslumbrante reflejo del sol sobre la superficie del océano o de un lago en la montaña. Ese mismo efecto, conocido como “reflejo especular”, es lo que las cámaras de la Cassini estaban buscando.

Carolyn Porco, líder del Equipo de Imágenes. Crédito: NASA/JPL.

Si la Cassini hubiera encontrado líquido sobre la superficie de Titán, habría sido como conseguir un ‘home run’ al batear por primera vez. Pero, según Carolyn Parco, que encabeza el equipo de imágenes de la Cassini, “todavía no hemos observado reflejo especular en ninguno de nuestros datos”. Eso no significa que no haya líquido en alguna parte de la superficie. La Cassini sólo pudo buscar reflexiones especulares en una “pequeña y estrecha región” del planeta en su primer encuentro cercano con Titán. En lo que respecta al resto de la superficie lunar, “no podemos afirmar ni una cosa ni otra. Creo que todavía no se puede asegurar que haya o no algún fluido en la superficie de Titán”, dice Porco.

La Cassini también empleó un segundo instrumento, su sistema RADAR, para buscar evidencias de líquido. El RADAR de la Cassini puede operar en varios modos diferentes. Uno de ellos genera imágenes de la superficie. Las imágenes del RADAR no son como las instantáneas tomadas por la cámara ISS; no son imágenes de la luz radiante procedente de la superficie, sino que el sistema RADAR emite su propia luz sobre Titán empleando una antena de microondas como fuente. Emite pulsos de microondas hacia la superficie y luego mide la fuerza de la señal reflejada de vuelta hacia la nave. Donde se detecte una reflexión muy fuerte, la imagen añade un píxel blanco; donde no haya ninguna reflexión, la imagen es negra; varios tonos de gris representan intensidades intermedias de señal.

División sectorial de mapas por detección remota desde la Cassini. Crédito: JPL/Instituto de Ciencia Espacial.

Suena bastante sencillo. Hasta que uno se da cuenta de los múltiples factores que pueden afectar a la intensidad de la reflexión en un punto en particular. Un factor es la pendiente. Si la superficie que recibe el haz de microondas está inclinada hacia la nave, devolverá una señal fuerte. Si lo está hacia otro lado, no devolverá nada. Las irregularidades del terreno también son importantes. Superficies irregulares y escabrosas dispersan las microondas, reduciendo la reflexión. Pero una superficie horizontal completamente lisa (una masa de líquido, por ejemplo) refleja toda la luz en la dirección opuesta, por lo que en la imagen resultante aparece en negro. El tercer factor depende de la composición del material superficial. Las rocas producen una reflexión relativamente intensa. Los lodos o sedimentos ricos en materia orgánica –y los científicos esperan encontrar gran cantidad de ellos en Titán– producen una reflexión relativamente débil.

“Es una combinación de estos tres factores, la pendiente, la irregularidad o uniformidad de la superficie, y la naturaleza de dicha superficie, lo que necesitamos para poder determinar de qué está hecha esa superficie realmente”, afirma Greg Elachi, Director del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL, siglas de Jet Propulsion Laboratory) y líder del equipo del instrumento RADAR de la Cassini. Manejar todos esos factores no es una tarea que pueda hacerse fácil o rápidamente. Sin embargo, los resultados iniciales son esperanzadores. En las imágenes generadas por el sistema RADAR de la Cassini se observan varias regiones muy oscuras. Una de estas áreas, del tamaño del Lago Tahoe, es particularmente prometedora. Podría ser justo lo que los científicos están buscando: un lago de hidrocarburos. Pero también podría estar simplemente cubierta de una espesa capa de sedimentos o inclinada en la dirección equivocada.

Un mapa de contraste claro-oscuro de Titán obtenido por la Cassini muestra aproximadamente un 20 % de diferencia en el albedo. Crédito: JPL/Instituto de Ciencia Espacial.

También es importante tener en cuenta que la técnica de trazado de imágenes del RADAR no siempre revelará masas de líquido, incluso aunque estuvieran ahí. Depende de las condiciones meteorológicas. Si es un día de mucho viento en Titán, se levantarán muchas olas. Así, las superficies líquidas lisas y cristalinas serán agitadas y encrespadas. El sistema RADAR verá gris en lugar de negro. Así que la Cassini podría volar justo por encima de un lago, obtener una imagen con el RADAR, y no saber nunca que está ahí.

El mensaje final de los primeros resultados del RADAR se ha convertido en una especie de mantra para el equipo científico de la Cassini: “No tenemos respuestas todavía. Nos va a llevar un tiempo”. Para empezar, el área trazada por el RADAR de la Cassini durante su primer acercamiento a Titán representa sólo el 1 por ciento de la superficie de la luna. En las noticias de la Fox puede que estén dispuestos a dar el resultado de unas elecciones con sólo un 1 por ciento de los votos escrutados, pero los científicos planetarios tienden a proceder con un poco más de cautela. Además, la Cassini no puede tomar imágenes con el RADAR e imágenes ISS en el visible e infrarrojo de la misma región de la superficie lunar durante el mismo acercamiento. Los instrumentos están situados en lados diferentes de la nave; no pueden ser utilizados simultáneamente. Así que no hay coincidencia entre los datos recopilados hasta ahora por el ISS y el RADAR. Cuando los científicos tengan ambos tipos de datos para una misma área (junto con otros tipos de datos que la Cassini puede tomar), estarán en una posición mucho más privilegiada para arrojar una interpretación comprensible.

Por tanto, ¿está la superficie de Titán salpicada de lagos de hidrocarburos? Quizás la mejor respuesta a esta cuestión sea la dada por el inescrutable mensaje de la Magic 8-ball de Mattel: Ahora es todo confuso. Inténtelo de nuevo más tarde.