Los cráteres de impacto revelan detalles de la meteorización dinámica de la superficie de Titán.

Esta imagen compuesta muestra una vista infrarroja de la luna Titán de Saturno desde la nave espacial Cassini de la NASA, capturada en 2015. Varios lugares en la imagen, visibles a través de la nebulosa atmósfera de la luna, muestran más detalles porque esas áreas se adquirieron en el enfoque más cercano. Créditos de imagen: NASA / JPL / University of Arizona / University of Idaho.

Los científicos han utilizado datos de la misión Cassini de la NASA para profundizar en los cráteres de impacto en la superficie de Titán, revelando más detalles que nunca sobre cómo evolucionan los cráteres y cómo el clima impulsa cambios en la superficie de la gigantesca luna de Saturno.

Al igual que la Tierra, Titán tiene una atmósfera espesa que actúa como escudo protector de los meteoroides; mientras tanto, la erosión y otros procesos geológicos borran de manera eficiente los cráteres creados por los meteoroides que llegan a la superficie. El resultado son muchos menos impactos y cráteres que en otras lunas. Aun así, debido a que los impactos agitan lo que hay debajo y lo exponen, los cráteres de impacto de Titán revelan mucho.

El nuevo examen mostró que se pueden dividir en dos categorías: las de los campos de dunas alrededor del ecuador de Titán y las de las vastas llanuras en latitudes medias (entre la zona ecuatorial y los polos). Su ubicación y su composición están conectadas: los cráteres entre las dunas en el ecuador consisten completamente de material orgánico, mientras que los cráteres en las llanuras de latitudes medias son una mezcla de materiales orgánicos, hielo de agua y una pequeña cantidad de hielo similar al metano.

A partir de ahí, los científicos llevaron las conexiones un paso más allá y descubrieron que los cráteres en realidad evolucionan de manera diferente, dependiendo de dónde se encuentren en Titán.

Algunos de los nuevos resultados refuerzan lo que los científicos sabían sobre los cráteres: que la mezcla de material orgánico y hielo de agua se crea por el calor del impacto, y esas superficies luego son lavadas por la lluvia de metano. Pero mientras los investigadores encontraron que el proceso de limpieza ocurre en las llanuras de latitudes medias, descubrieron que no ocurre en la región ecuatorial; en esas áreas de impacto se cubren rápidamente con una fina capa de sedimento de arena.

Eso significa que la atmósfera y el clima de Titán no solo están dando forma a la superficie de Titán; también están impulsando un proceso físico que afecta qué materiales permanecen expuestos en la superficie, según los autores.

“La parte más emocionante de nuestros resultados es que encontramos evidencia de la superficie dinámica de Titán escondida en los cráteres, lo que nos ha permitido inferir una de las historias más completas del escenario de evolución de la superficie de Titán hasta la fecha”, dijo Anezina Solomonidou, investigadora en la ESA (Agencia Espacial Europea) y autora principal del nuevo estudio. “Nuestro análisis ofrece más evidencia de que Titán sigue siendo un mundo dinámico en la actualidad”.

Revelando secretos

El nuevo trabajo, publicado recientemente en Astronomy & Astrophysics, utilizó datos de instrumentos visibles e infrarrojos a bordo de la nave espacial Cassini, que operó entre 2004 y 2017 y realizó más de 120 sobrevuelos a Titán, la luna del tamaño de Mercurio.

“Las ubicaciones y latitudes parecen revelar muchos de los secretos de Titán, mostrándonos que la superficie está conectada activamente con los procesos atmosféricos y posiblemente con los internos”, dijo Solomonidou.

Los científicos están ansiosos por aprender más sobre el potencial de Titán para la astrobiología, que es el estudio de los orígenes y la evolución de la vida en el Universo. Titán es un mundo oceánico, con un mar de agua y amoníaco bajo su corteza. Y a medida que los científicos buscan vías para que el material orgánico viaje desde la superficie hasta el océano, los cráteres de impacto ofrecen una ventana única al subsuelo.

La nueva investigación también encontró que un sitio de impacto, llamado Selk Crater, está completamente cubierto de materia orgánica y no ha sido tocado por el proceso de lluvia que limpia la superficie de otros cráteres. Selk es de hecho un objetivo de la misión Dragonfly de la NASA, que se lanzará en 2027; El módulo de aterrizaje de helicópteros investigará cuestiones clave de astrobiología mientras busca una química biológicamente importante similar a la Tierra primitiva antes de que surgiera la vida.

La NASA tuvo su primer encuentro cercano con Titán hace unos 40 años, el 12 de noviembre de 1980, cuando la nave espacial Voyager 1 de la agencia pasó volando a un rango de tan solo 4.000 kilómetros. Las imágenes de la Voyager mostraron una atmósfera espesa y opaca, y los datos revelaron que podría haber líquido presente en la superficie (lo estaba, en forma de metano y etano líquidos), e indicaron que las reacciones químicas prebióticas podrían ser posibles en Titán.

Gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, Cassini fue un orbitador que observó Saturno durante más de 13 años antes de agotar su suministro de combustible. La misión lo sumergió en la atmósfera del planeta en septiembre de 2017, en parte para proteger las lunas que tienen el potencial de mantener condiciones adecuadas para la vida.

La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Italiana. JPL, una división de Caltech en Pasadena, administra la misión de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. JPL diseñó, desarrolló y ensambló el orbitador Cassini.