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Blog dedicado a la cosmología

En este blog encontrarás artículos y noticias relacionadas con el cosmos y con la ciencia.

Titán (Kraken mare y Mar de Ligeia).

Escrito por Enunlugarenelcosmos 30-08-2016 en ciencia. Comentarios (0)

Titán (Kraken mare y Mar de Ligeia).

El mar del Kraken es el cuerpo líquido más grande conocido de Titán, una de las lunas de Saturno. Sus principales componente son los hidrocarburos en estado líquido. Fue descubierto por la sonda espacial Cassini-Huygens y bautizado en 2008 en referencia al kraken, un legendario monstruo marino.

El mar del Kraken es el mayor cuerpo líquido de los numerosos lagos presentes la región del polo norte de Titán, zona en que se encuentra el 97 % del líquido superficial del satélite. De acuerdo con el Servicio Geológico de los Estados Unidos, la acumulación de líquidos en la región se debe a las deformaciones de la corteza, las cuales generan grandes fisuras que son llenadas por los fluidos de Titán.

El principal componente del mar del Kraken son hidrocarburos en estado líquido, especialmente metano. Tiene una profundidad máxima de 160 metros, su longitud máxima es de 1170 km y abarca 400 000 km², dotándolo de una superficie mayor a la del mar Caspio.

Se piensa que puede estar conectado con el mar de Ligeia, el segundo cuerpo líquido más grande de Titán.

Cerca de las coordenadas 67° N, 317° O de Titán se encuentra un estrecho de 17 km de ancho, similar en tamaño al estrecho de Gibraltar, que ha sido bautizado como Seldon Fretum. El nombre es en honor de Hari Seldon, personaje de la saga de la Fundación de Isaac Asimov, al cual se le añade la palabra fretum, que es el término latino para estrecho.

Mar de Ligeia.

El mar de Ligeia es un lago en la región del polo norte de Titán, el satélite más grande del planeta Saturno. Es el segundo cuerpo líquido más grande conocido en Titán después del mar del Kraken. Más grande que el lago Superior en la Tierra, está compuesto de hidrocarburos líquidos (principalmente metano y etano). Está situado a 78° N y 249° W y ha sido fotografiado completamente por la nave espacial Cassini. Mide unos 420 por 350 kilómetros de diámetro, tiene una superficie de unos 126 000 km² y una costa de más de 2000 km de longitud. Debe su nombre a Ligia, una de las sirenas de la mitología griega.

El mar de Ligeia dispone de dos tipos predominantes de costas: almenadas y moderadas. Las primeras se caracterizan por la presencia de montículos y terreno erosionado y las segundas por la suave topografía y la presencia de canales más numerosos y más largos. El terreno almenado predomina en los lados este y sur del lago mientras el terreno moderado está al oeste y al norte. Excepto en el sudeste, donde la accidentada topografía se extiende hasta la costa, el terreno de montículos tiende a separarse de la línea costera por un banco más tenue. La costa cuenta con numerosas bahías que parecen estar inundadas en la desembocaduras de los ríos y, a diferencia del lago de Ontario, no hay depósitos visibles en los deltas, evidencia de una posible subida reciente del nivel del mar. En los sectores noreste y noroeste del lago, a lo largo de una cuarta parte de la línea de costa, hay extensas áreas donde la profundidad es inferior a 5 m, lo suficientemente poco profundo como para que las imágenes del radar penetren hasta el fondo.

Las costas del mar de Ligeia y otros lagos y mares del polo norte se han mantenido estables durante el período de observación de la Cassini, en contraste con el lago de Ontario del polo sur donde ha habido una recesión significativa en la costa.

El mar de Ligeia es el objetivo principal para el Titan Mare Explorer, una sonda propuesta, con la misión de amerizar y luego ir a la deriva sobre el lago. El Titan Lake In-situ Sampling Propelled Explorer (TALISE) es otro módulo propuesto. La principal diferencia entre las sondas espaciales TiME y TALISE es el sistema de propulsión.

Imágenes: 1. Mosaico en falso color de un radar de apertura sintética mostrando toda la extensión del mar de Kraken. 2. Imágenes del norte de la región polar de Ligeia Mare en un mosaico en falso color obtenido con imágenes de radar de apertura sintética.

Foto de En un lugar del cosmos.

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Titán (lagos).

Escrito por Enunlugarenelcosmos 30-08-2016 en ciencia. Comentarios (0)

Titán (lagos).

Los lagos de Titán, la luna más grande del planeta Saturno, son cuerpos de etano y metano líquidos detectados por la sonda espacial Cassini–Huygens, aunque ya se sospechaba su existencia desde mucho tiempo antes. Los cuerpos más grandes son conocidos como maria (mares) y los más pequeños como lacūs (lagos).

La posibilidad de que hubiera mares en Titán se sugirió por primera vez en base a datos de las sondas Voyager 1 y 2, lanzadas en agosto y septiembre de 1977. Los datos mostraron que el satélite tiene una atmósfera densa con la temperatura y la composición correcta para permitir su existencia. La evidencia directa no se obtuvo hasta 1995 cuando los datos del telescopio espacial Hubble y otras observaciones sugirieron la existencia de metano líquido en Titán, ya sea en bolsas desconectadas o a escala de océanos al tamaño del satélite, similar al agua en la Tierra.

La misión Cassini confirmó la hipótesis anterior, aunque no inmediatamente. Cuando la sonda llegó al sistema de Saturno en 2004, se esperaba que los lagos u océanos de hidrocarburos podrían ser detectables por la luz solar reflejada en la superficie de cualquier cuerpo líquido, pero inicialmente no se observaron reflexiones especulares

Las posibilidades se mantuvieron en las regiones polares de Titán, donde se esperaba que el etano y metano líquidos fueran abundantes y estables. En la región del polo sur, un enigmático elemento oscuro, nombrado Ontario Lacus, creado posiblemente por la agrupación de nubes observadas en la zona, fue el primer potencial lago identificado. Una posible línea costera también fue identificada cerca del polo por medio de las imágenes de radar. Después de un sobrevuelo el 22 de julio de 2006, el radar de la sonda Cassini fotografió las latitudes del norte (que estaban en invierno en ese momento), donde se observan una serie de parches grandes, lisos (y por lo tanto oscuros al radar) que salpican la superficie cerca del polo. En base a las observaciones, los científicos anunciaron «evidencia definitiva de lagos llenos de metano en la luna de Saturno, Titán» en enero de 2007. El equipo de la Cassini-Huygens llegó a la conclusión que las características fotografiadas son casi seguro los lagos de hidrocarburos buscados desde hace tiempo, los primeros cuerpos líquidos encontrados fuera de la Tierra. Algunos parecen tener canales asociados con el líquido y se encuentran en depresiones topográficas. Los canales en algunas regiones han creado sorprendentemente poca erosión, lo que sugiere que la erosión en Titán es extremadamente lenta, o algunos otros fenómenos recientes pudieron haber acabado con los lechos de los ríos y los accidentes geográficos más antiguos. En general, las observaciones de radar de la Cassini han demostrado que los lagos cubren sólo un pequeño porcentaje de la superficie y se concentran cerca de los polos, haciendo a Titán mucho más seco que la Tierra. La alta humedad relativa de metano en la atmósfera inferior de Titán podría mantenerse mediante la evaporación de los lagos que cubren solamente el 0,002–0,02% de toda la superficie.

Durante un sobrevuelo de la Cassini a finales de febrero de 2007, las observaciones de cámaras y radar revelaron varias características grandes en la región del polo norte interpretadas como grandes extensiones de metano y/o etano líquido, incluyendo una, Ligeia Mare, con un área de 126 000 km² (ligeramente más grande que el lago Michigan–Huron, el lago más grande en la Tierra), y otro, Kraken Mare, que luego resultó ser tres veces mayor en tamaño. Sin embargo, un sobrevuelo en las regiones del polo sur de Titán en octubre de 2007 reveló características similares pero los lagos son mucho más pequeños.

Durante un sobrevuelo cercano de la Cassini en diciembre de 2007 el instrumento de mapeo visual observó un lago, Ontario Lacus, en la región del polo sur de Titán. Este instrumento identifica químicamente diferentes materiales en función de la forma en que absorben y reflejan la luz infrarroja. Basándose en las observaciones de este instrumento, los científicos llegaron a la conclusión de que al menos uno de los grandes lagos observados en la luna de Saturno, contiene, en efecto hidrocarburos líquidos y se ha identificado positivamente la presencia de etano. Esto convierte a Titán en el único objeto en el sistema solar, aparte de la Tierra, con líquido a temperatura ambiente estable en su superficie. Las mediciones de radar realizadas en julio de 2009 y enero de 2010 indican que Ontario Lacus es extremadamente superficial, con una profundidad media de 0,4 a 3,2 m, y una profundidad máxima de 2,9 a 7,4 m. Puede parecerse a una marisma terrestre. Por el contrario, en el hemisferio norte Ligeia Mare tiene profundidades de 170 m.

Imágenes: 1. Mosaico en falso color obtenido por el radar de apertura sintética de la sonda Cassini de la región norte de Titán, mostrando mares y lagos de hidrocarburos y sus redes tributarias. La coloración azul indica las áreas de reflectividad baja del radar, causada por cuerpos líquidos de etano, metano y nitrógeno. Kraken Mare, el mayor mar de Titán, está abajo a la izquierda. Ligeia Mare es el gran cuerpo por debajo del polo, y Punga Mare, la mitad de su tamaño, está justo a la izquierda del polo. Las áreas blancas no han sido fotografiadas. 2. Comparación de tamaño entre Ligeia Mare y el lago Superior. 3. Vid Flumina, un río de 400 km de largo que desemboca en Ligeia Mare.

Foto de En un lugar del cosmos.

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Titán (lluvias de metano).

Escrito por Enunlugarenelcosmos 30-08-2016 en ciencia. Comentarios (0)

Titán (lluvias de metano).

El 27 de julio de 2006 investigadores españoles de la Universidad del País Vasco en Bilbao, Ricardo Hueso y Agustín Sánchez-Lavega, publicaron en la revista Nature un artículo estudiando la formación de tormentas de metano líquido en Titán. Según este estudio se producen cada cierto tiempo, cuando se dan las condiciones apropiadas de humedad y temperatura, "fuertes tormentas" que descargan precipitaciones importantes de metano. Los investigadores han formulado un modelo que demostraría que estas tormentas y las subsiguientes precipitaciones de metano serían las causantes de los cauces y estructuras fluviales de reciente formación detectados por la sonda Cassini-Huygens.

El modelo publicado en Nature demuestra que puede haber tormentas y llover en la superficie. De este modo Titán y la Tierra serían los únicos lugares en el Sistema Solar en los que llueve sobre su superficie. Las simulaciones numéricas por ordenador han demostrado que las nubes rápidas y brillantes observadas en Titán pueden desencadenar lluvias de metano con gotas de este líquido de hasta 5 mm de radio. Según estos autores estas tormentas se desencadenan en cuestión de horas de forma similar a como lo hacen las tormentas terrestres. Las tormentas de metano, capaces de alcanzar en su desarrollo vertical los 35 kilómetros de altura, producirían en cuestión de horas densas nubes de metano y copiosas precipitaciones de gotitas líquidas de este compuesto, semejantes a las más intensas trombas de agua que se producen en las tormentas terrestres.

Una de tales tormentas (del tamaño de la India) ha sido detectada mediante el uso de observaciones con telescopios terrestres y el telescopio de infrarrojos Spitzer en la región tropical de Titán, una zona que en la que no se habían visto nubes. Tras su formación se desplazó en dirección sureste generando nuevos sistemas nubosos.

En el mismo número de Nature se publica un estudio de Tetsuya Tokano, de la Universidad de Colonia, Alemania, donde se estudia la lluvia de metano en forma de rocío sobre la superficie de Titán en la región de descenso de la sonda Huygens. Los datos de Huygens indican la presencia de una baja y apenas visible nube de metano y nitrógeno que libera gotas de lluvia que caen hacia la superficie de Titán continuamente, produciendo unos 50 (L/m²) de precipitación anual, aunque otros estudios estimaban la precipitación total en Titán en aproximadamente 10 L/m². Comparados con aproximadamente 1000 L/m² en la Tierra, indican que las tormentas en Titán podrían estar espaciadas entre sí por cientos de años, y en cambio ser mucho más copiosas que las terrestres. Como causas de este ciclo hidrológico exagerado se indican la baja radiación solar que llega a Titán, una milésima parte que la que llega a la Tierra, y la alta capacidad de retención de humedad de la atmósfera de Titán, equivalente a varios metros de precipitación líquida, comparada con los pocos centímetros de agua precipitable en la atmósfera terrestre.

Una comparación de imágenes tomadas en 2004 y 2005 muestra cambios en lagos situados en el polo sur de la luna, los cuales han sido atribuidos a una tormenta de metano que ha llenado tales lagos, muy posiblemente causada por la actividad meteorológica existente allí.

La evidencia más sólida a favor de la presencia de precipitación de metano ha sido avistada a finales de 2010, en una época de la primavera de allí equivalente a principios de abril en el hemisferio norte de la Tierra, y consistiendo tanto en la observación de grandes sistemas de tormentas en el ecuador de Titán como en cambios de brillo en esa zona, las cuales se cree han sido causadas debido a la lluvia asociada a ellas.

Foto de En un lugar del cosmos.

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Titán (ciclo del metano)

Escrito por Enunlugarenelcosmos 30-08-2016 en ciencia. Comentarios (0)

Titán (ciclo del metano)

Titán es un mundo extraordinariamente abundante en compuestos orgánicos, sobre todo metano. Probablemente el contenido de hidrocarburos líquidos de esta luna (en la forma de mares y lagos) es centenares de veces superior al de todas las reservas de petróleo y de gas natural de la Tierra. Además, sus dunas ecuatoriales (de las que se habla más abajo) posiblemente contienen centenares de veces más materia orgánica que todas las reservas de carbón de la Tierra.

El metano cumple el papel del agua en la Tierra y forma nubes en su atmósfera. Cuando se condensa sobre los aerosoles forma una lluvia de metano con partículas que llena los torrentes con un material negro que fluye. Pero ahora los cañones y los lagos en la zona donde aterrizó la sonda Huygens están secos porque el metano, al igual que el agua en la Tierra, se infiltra bajo el suelo de Titán y deja en la superficie restos de materia orgánica cubriéndolo de una especie de alquitrán. En febrero de 2006 un grupo de científicos de las Universidades de Nantes (Francia) y de Arizona descifraron un poco más el ciclo del metano30 en la atmósfera. Descubrieron que el agua congelada rica en metano formaría una capa sólida en la superficie de Titán, por encima de un océano de agua líquida mezclada con amonio. Explican los procesos por medio de los cuales durante tres instantes en la historia de Titán el metano se sublimó a la atmósfera desde este reservorio superficial. En la atmósfera el metano tiene una vida breve, por lo que es necesaria su reposición. El metano formaría nubes en la atmósfera; condensado sobre aerosoles formaría lluvia, cuyos ríos serían responsables del moldeado del relieve de Titán y de hipotéticos lagos o mares. Es también responsable en parte de la opacidad de la atmósfera. Su futura desaparición de la atmósfera por no haber más procesos de sublimación provocaría un cambio drástico del régimen climático de Titán.

La compleja fotoquímica de la atmósfera superior podría convertir el etano en acetileno y etileno,, que combinados con el nitrógeno atmosférico podrían formar los bloques básicos para la aparición de aminoácidos; sin embargo, se ha detectado en la superficie titaniana una deficiencia del primer compuesto, lo cual junto a la desaparición de hidrógeno cayendo a la superficie de esta luna sugiere que allí están teniendo lugar complejos procesos químicos, aunque que tales procesos sean causados por hipotética vida basada en el metano parece algo muy remoto.

Foto de En un lugar del cosmos.

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Titán (atmósfera).

Escrito por Enunlugarenelcosmos 29-08-2016 en ciencia. Comentarios (0)

Titán (atmósfera).

Titán es la única luna conocida con una atmósfera densa. La primera persona que sugirió que Titán podía tener atmósfera fue el astrónomo español Josep Comas i Solà en 1907 por el efecto de oscurecimiento al borde. La presencia de una atmósfera significativa fue confirmada por Gerard P. Kuiper en 1944 a partir de espectros tomados desde telescopios en aviones a gran altitud. La sonda Voyager 1 demostró en 1981 que, de hecho, la atmósfera de Titán es más densa que la de la Tierra, con una presión en superficie de una vez y media la de nuestro planeta y con una capa nubosa opaca formada por aerosoles de hidrocarburos que oculta los rasgos de la superficie de Titán. La presión parcial del metano es del orden de 100 milibares. Esa densa atmósfera es la responsable de que la iluminación existente en la superficie de Titán sea de 1/1000 de la existente en la superficie terrestre (aun así, la luminosidad existente es 350 veces superior a la que se puede dar en una noche de Luna llena en la Tierra). De hecho, el equipo de la sonda Huygens comparó las fotografías tomadas por la sonda de la superficie de Titán a fotografiar el asfalto de un aparcamiento durante el crepúsculo.

La atmósfera está compuesta en un 94 % de nitrógeno y es la única atmósfera rica en nitrógeno en el Sistema Solar aparte de nuestro propio planeta, con rastros significativos de varios hidrocarburos que constituyen el resto (incluyendo metano, etano, diacetileno, metilacetileno, cianoacetileno, acetileno, propano, junto con anhídrido carbónico, monóxido de carbono, cianógeno, cianuro de hidrógeno y helio). Se piensa que estos hidrocarburos se forman en la atmósfera superior de Titán en reacciones que son el resultado de la disociación del metano por la luz ultravioleta del Sol produciendo una bruma anaranjada y espesa.

La presencia de PAH (hidrocarburos aromáticos policíclicos) en la alta atmósfera de Titán ha sido confirmada por un estudio del CSIC-IAA (Instituto Andaluz de Astrofísica), como se publica el 6 de junio de 2013.

El origen de la atmósfera titaniana no está claro, pero se ha propuesto que durante gran parte de la historia del Sistema Solar Titán era un mundo sin ella, con el nitrógeno y el metano congelados en la superficie y pareciendo una versión en grande de Tritón, la mayor luna de Neptuno. El aumento de la luminosidad del Sol en su evolución, y quizás un gran impacto de un asteroide o cometa, habrían provocado que esos gases se evaporaran y cubrieran el satélite de la densa atmósfera que hoy tiene, aunque en un principio con mucho más metano que en la actualidad. Asumiendo que el metano presente en la atmósfera y que se pierde con las lluvias no sea repuesto, acabará por precipitarse por completo en la superficie de Titán en menos de mil millones de años, formando depósitos oscuros en ella y quedando sólo el nitrógeno en la atmósfera, la cual quedará limpia de niebla (algo parecido a Marte en la actualidad).

La presión parcial del metano es del orden de 100 hPa, cumpliendo el papel del agua en la Tierra, formando nubes en su atmósfera, desde nubes que causan tormentas de metano líquido en Titán y que descargan precipitaciones importantes de metano que llegan a la superficie produciendo, en total, unos 50 l/m² de precipitación anual, hasta cirros muy parecidos a los terrestres (excepto que formados de cristales de hidrocarburos y a una altura mucho mayor, entre 50 y 100 km (en la estratosfera de Titán) en vez de los como mucho 18 km de los cirros terrestres (contenidos en la troposfera terrestre). La existencia de estas últimas nubes ya se sospechaba desde la época del sobrevuelo de la sonda Voyager 1, confirmándose su existencia gracias a los datos enviados por la sonda Cassini.

Titán no tiene un campo magnético considerable y su órbita alcanza el exterior de la magnetósfera de Saturno exponiéndose directamente al viento solar. Esto puede ionizar y elevar algunas moléculas a la cima de la atmósfera.

Las observaciones de la nave Cassini de la atmósfera hechas en 2004 sugieren que la atmósfera de Titán gira mucho más rápido que su superficie, al igual que ocurre en Venus, un régimen dinámico de la atmósfera que no se comprende en ninguno de los dos casos.

Hay nubes en la atmósfera de Titán además de una espesa niebla que afecta a todo el planeta. Estas nubes están probablemente compuestas de metano, etano y otros compuestos orgánicos simples. Otros compuestos químicos más complejos en pequeñas cantidades deben ser responsables del color anaranjado que se aprecia desde el espacio.

Una investigación reciente apunta a que es posible que Titán albergue moléculas prebióticas. De acuerdo con ella, el agua líquida que aparece en Titán tras, por ejemplo, el impacto de un meteorito contra su superficie helada, o su criovulcanismo puede permanecer en este estado durante cientos o miles de años, tiempo más que suficiente para que las tolinas presentes en su atmósfera se hidrolicen (reaccionen con ella) y den lugar a moléculas orgánicas complejas.

En octubre de 2004, durante uno de los sobrevuelos de Titán por la nave Cassini, se fotografiaron nubes altas y densas sobre el polo sur de Titán. Este tipo de formaciones nubosas son frecuentes en el polo sur de Titán, tal y como revelan las observaciones con el telescopio Keck desde la Tierra. Aunque inicialmente se pensaba que tales nubes solo podían estar formadas por la condensación del abundante metano atmosférico, las observaciones de mayor resolución han planteado algunos problemas a esta interpretación, por lo que varios estudios actuales sobre la atmósfera de Titán pretenden determinar la composición de las nubes, para decidir si nuestra idea de la atmósfera de Titán necesita ser revisada.

También han sido descubiertas nubes en el polo norte de esta luna. En el sobrevuelo de Titán del día 28 de diciembre de 2006, el instrumento VIMS de la sonda Cassini ha descubierto un gran sistema nuboso (con la mitad de superficie que Estados Unidos) que cubre completamente el polo norte. Los modelos de circulación atmosférica de Titán ya habían predicho la existencia de esta nube, la cual según estudios recientes ha empezado a romperse al llegar la primavera allí.

Investigaciones posteriores muestran la presencia de nubes que se forman y mueven como las terrestres, aunque bastante más lentamente y se ha predicho sobre la base de las observaciones que el comienzo del otoño en Titán será "cálido y húmedo", según los patrones existentes allí.

Inicialmente se había predicho que las nubes del sur desaparecerían en 2005; sin embargo, se ha comprobado que a finales de 2007 las nubes seguían estando presentes allí y además muy activas, para finalmente acabar por desaparecer tiempo después.

El ciclo estacional de Titán dura 29,5 años.


Foto de En un lugar del cosmos.

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