22-09-2016-titan

Descubren otra nube «imposible» en Titán

La enigmática aparición de una nube de hielo en la estratosfera de Titán, el satélite natural más grande de Saturno, está desconcertando a la comunidad científica. La nube está hecha de un compuesto de carbono y nitrógeno conocido como dicianoacetileno (C4N2), un ingrediente del cóctel químico que da color a la neblinosa atmósfera marrón-naranja de esta luna gigante.

 

Hace décadas, un instrumento para observación en infrarrojos de la sonda Voyager-1 de la NASA localizó una nube de hielo exactamente como esta en Titán. Lo que ha desconcertado a los científicos desde entonces es que detectaron menos de un 1 por ciento del gas de dicianoacetileno necesario para la condensación de la nube.

Recientes observaciones efectuadas por la nave Cassini de la NASA, en órbita a Saturno, han aportado un resultado similar. Usando el espectrómetro infrarrojo de la Cassini (CIRS), que puede identificar las «huellas dactilares» espectrales de sustancias individuales en la mezcla atmosférica, unos investigadores han reconocido la naturaleza de una nube grande y a gran altitud hecha de la misma sustancia congelada. Sin embargo, como halló la Voyager, en lo que se refiere a la forma de vapor de esta sustancia, el CIRS indica que la estratosfera de Titán está tan seca como un desierto.

“La aparición de esta nube de hielo va en contra de todo lo que sabemos sobre la forma en que estas se forman en Titán”, subraya Carrie Anderson, una investigadora del equipo del CIRS en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, en Greenbelt, Maryland, Estados Unidos, y autora principal del estudio.

El proceso típico de formación de nubes implica condensación. En la Tierra, estamos familiarizados con el ciclo de evaporación y condensación del agua. El mismo tipo de ciclo tiene lugar en la troposfera de Titán (la capa meteorológicamente activa de la atmósfera de esa luna), pero con metano en vez de agua.

Un proceso de condensación distinto sucede en la estratosfera, la región situada encima de la troposfera, en los polos norte y sur de Titán durante el invierno. En este caso, se forman capas de nubes por condensación a medida que el patrón global de circulación fuerza a los gases calientes a ir hacia abajo sobre el polo. Los gases se condensan entonces, mientras se hunden a través de capas cada vez más frías de la estratosfera polar.

De una forma o de otra, una nube se forma cuando la temperatura y la presión del aire (entendido como la mezcla de gases, sean los que sean) son favorables para que el vapor se condense en hielo. El vapor y el hielo alcanzan un punto de equilibrio que queda determinado por la temperatura del aire y la presión. Debido a este equilibrio, los científicos pueden calcular la cantidad de vapor allí donde el hielo está presente.

Para la condensación con la que se forman nubes, este equilibrio es obligatorio, como la ley de la gravedad, en palabras de Robert Samuelson, científico emérito en el Centro Goddard y coautor de la nueva investigación.

Pero los números no encajan para la nube hecha de dicianoacetileno. Los investigadores han determinado que necesitarían al menos 100 veces más vapor para que se formara una nube de partículas de hielo de dicianoacetileno allí donde el instrumento CIRS de la Cassini observó su parte superior.

¿Cómo explicar este misterio? Los investigadores sugieren que, en Titán, las reacciones clave en el proceso ocurren dentro de las partículas de hielo, secuestradas de la atmósfera. En ese caso, el hielo de dicianoacetileno no tendría un contacto directo con la atmósfera, lo cual explicaría por qué las formas de hielo y vapor de la sustancia no se hallan en el equilibrio esperado.

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