" Si en nuestro planeta el origen de la vida se prolongó por un espacio de tiempo inferior a 100 millones de años ¿ cabe alguna posibilidad de que en Titan se produjera en mil años ? con el tholin mezclado con agua liquida - aunque fuera solamente durante mil años - la superficie de Titan podría hallarse mucho mas adelantada en su camino hacia el origen de la vida de lo que pensábamos " .
Carl Sagan. 1934-1996 .
El próximo 14 de enero del año 2020 se cumplirá 15 años de la llegada de la sonda Huygens a la enigmática superficie de Titan , la sonda Cassini hizo lo suyo , no solo con Titan , sino con Saturno y las demás lunas del gigante gaseoso , pero la
sonda Huygens hizo su trabajo científico mientras descendía ......
Y hay 10 aspectos importante logrado con este descenso histórico a otro mundo parecido al nuestro , porque fue el primer intento exitoso de la humanidad de aterrizar una sonda en otro mundo en el sistema solar exterior , la sonda Huygens acompañó a la sonda Cassini en los 7 años de viaje desde la Tierra hasta llegar a Saturno el 1 de julio del año 2004 , después fue un viaje interplanetario en solitario durante 21 días hasta llegar a su destino final : Titan .....
Y cuando entró definitivamente en la brumosa atmosfera de Titan , su viaje hacia la superficie , duró 2 horas y 27 minutos , y pudo sobrevivir al peligroso descenso , después la sonda Huygens siguió transmitiendo datos hasta 72 minutos después de haber tocado la superficie de Titan , ya que la sonda Cassini , desde la perspectiva de la sonda Huygens , se perdió tras el horizonte alienigena de Titan , pero el flujo de datos dio un tesoro único de mediciones in suti de Titan que aun hoy los científicos siguen extrayendo información , y se puede decir que hay 10 puntos importante de este descenso de la sonda Huygens hace casi 15 años atrás .....
Esta es la visión de la sonda Huygens desde cinco altitudes . Crédito : ESA/NASA/JPL/UDA.
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1 )Un instrumento de la sonda Huygens , Instrumento de Estructura Atmosférica Huygens - HASI - pudo realizar las primeras mediciones in suti de la atmosfera de Titan , y este instrumento pudo medir la temperatura atmosférica , la presión y la densidad desde una altitud de 1.400 kilómetros hasta la superficie , mucho antes de la llegada de la sonda Huygens a Titan , los cientificos sabían que la densa atmosfera de Titan estaba compuesta mas que nada de nitrogeno .
Con algo de metano , pero la estructura de su atmosfera , su temperatura y presión se desconocía , pero la sonda Huygens al monitorear la velocidad de desaceleracion de la sonda a medida que se sumergía en la atmosfera , el instrumento
HASI ha determinado directamente la densidad de la atmosfera superior , la temperatura se derivó de modelos de como debería cambiar con la densidad y la altitud , en la atmosfera inferior - por debajo de lo 160 kilómetros - y en la superficie de Titan , HASI midió directamente la presión y la temperatura y las propiedades eléctricas como la permitividad y la distribución de iones .
Entonces lo datos de HASI mostraron que la atmosfera superior era mas cálida y mas densa de lo esperado , y también se descubrió que la atmosfera de Titan estaba altamente estratificada , por encima de los 500 kilómetros , la temperatura media fue de - 100° Celsius bajo cero - 148° grados Fahrenheit - pero fuertes variaciones de entre 10 y 20 grados se detectaron debido a las capas de inversión y otros fenomenos , por ejemplo , la gravedad y las mareas .
La mesosfera estaba prácticamente ausente , en contraste con las predicciones teóricas , pero por debajo de los 500 kilómetros , la temperatura aumentó rápido , alcanzando un máximo de - 87° grados Celsius - - 124° grados Fahrenheit - en la parte superior de la estratosfera , a una altitud de 250 kilómetros , y después la temperatura disminuyo constantemente en toda la estratosfera , y alcanzando un mínimo de - 203° grados Celsius - - 333° grados Fahrenheit bajo cero - eso a una altitud de 44 kilómetros , esto marcó el limite entre la estratosfera y la troposfera , la temperatura aumentó de nuevo a medida que la sonda Huygens se acercaba a la superficie , llegando a un frío de - 180° Celsius bajo cero - -356° grados Fahrenheit bajo cero - en el sitio de aterrizaje , y la presión superficial fue de 1,47 veces mayor que en la Tierra .
Este es un mosaico panorámico de la parte final del descenso , obtenida por el sensor de imagen de la sonda Huygens , entre los 7 y 0,5 kilómetros , la pista de tierra de la sonda se indica como puntos en blanco , el norte está arriba , la cresta cerca del centro está cortada por una docena de carriles o canales mas oscuros , el sitio de aterrizaje está marcado por una " x " cerca de la continuación de unos de los canales . Crédito : ESA/NASA/JPL/UDA.
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2 ) En esta parte es sobre los vientos superrotativos , el instrumento
Doppler Wind Experiment de la Huygens , hizo las primeras mediciones directas , al medir el desplazamiento Doppler de la señal de radio de Huygens y al estudiar mosaicos panorámicos del generador de imagenes para determinar la trayectoria de descenso , fue posible crear un perfil vertical de alta resolucion de los vientos de Titan y con una precisión estimada de 1 m/s .
Y la sonda Huygens descubrió que los vientos zonales estaban por decirlo de una manera , programados , en la misma direccion que la rotación de Titan , durante la mayor parte del descenso atmosférico , se puede decir que la sonda Huygens se desplazó hacia el este , impulsada por vientos del oeste muy fuertes que alcanzaron un máximo aproximado de 120 metros por segundo , 430 km/h , a una altitud de 120 kilómetros .
Hasta una altura de 60 kilómetros , se observaron grandes variaciones en las mediciones Doppler , que son evidencia de que la sonda Huygens sufrió un viaje o descenso brusco como resultado de una importante cizalladura vertical del viento , la velocidad del viento luego disminuyó hacia la superficie , cayendo de 30 metros por segundo - 108 km/h - a una altitud de 55 kilómetros a 10 metros por segundo - 36 km/h - a una altura de 30 kilómetros , y finalmente disminuyó a 4 metros por segundo - 14 km/h - a 20 kilómetros de altura , y después los vientos cayeron a cero y luego cambiaron de direccion a unos 7 kilómetros de altura .
Ahora bien , las velocidades de los vientos vistos y medidos allí , entre los 45 kilómetros y 70 kilómetros de altitud y superiores a 85 kilómetros , fueron mucho mas rápidas que la velocidad de rotación ecuatorial de Titan , y eso fue la primera confirmación in suti de la superrotacion prevista de la atmosfera de Titan , y eso que a pesar de la velocidad observada fue ligeramente inferior a la esperada .
Y se detectó una capa con viento demasiado lento , en donde la velocidad lateral disminuyó a casi cero , pero en altitudes entre los 60 y los 100 kilómetros de altura , y en los últimos 15 minutos del descenso , la sonda Huygens se dirigió hacia el oeste-noroeste a una velocidad de 1 m/s , entonces la velocidad del viento en la superficie estaba entre los 0,3 m/s a 1m/s , durante la duracion del descenso , la sonda Huygens se desplazó hacia el este una distancia de 165.8 kilómetros con respecto a la superficie de Titan .
Es un infograma que muestra o representa las reacciones químicas que conducen a la formación de la bruma de Titan . Crédito : ESA/
http://dx.doi.org/10.1088/0004-637X/728/2/80
( 3 ) Aquí se trata sobre el origen del metano , la sonda Huygens hizo mediciones directa de la composición de la atmósfera inferior de Titan , y los datos devueltos por el espectrometro de masa por cromatografia de gases -
GCMS - incluyeron perfiles de altitud de los componentes gaseosos , proporciones isotópicas y gases trazas , había dos preguntas claves sobre Titan , es sobre el origen del nitrogeno y el metano en su atmosfera , y los mecanismos por las cuales se mantienen los niveles de metano , visto que la luz solar destruye el metano irreversiblemente en Titan , su vida útil en la atmosfera es de solo decenas de millones de años y de alguna manera el metano debe reponerse de forma continua o permanentemente .
Se ha confirmado que los componentes principales de la atmosfera de Titan era nitrogeno y metano , pero en la estratosfera se encontró que los niveles de metano eran muy bajos , y el gas se mezclaba uniformemente , y a una altura de 40 kilómetros , en la troposfera superior , la cantidad relativa de metano comenzó a aumentar gradualmente hasta 7 kilómetros , que es cuando alcanzó el 100% de humedad relativa , durante la ultima parte del descenso , las cantidades de metano permanecieron constantes hasta que la sonda tocó suelo de Titan .
Después hubo un aumento repentino del 40% en la señal del metano después del aterrizaje , mientras que la tasa del recuento del nitrogeno se mantuvo constante , esta situación sugirió la presencia de metano liquido en su superficie , puede deberse a que la sonda en caliente tocó el material superficial muy frío , que duro una hora , las mediciones de los isótopos de carbono en el metano no sugiere que sea generado por microorganismos activos en Titan , posiblemente el metano se acumuló durante la formación de Titan , y grandes cantidades de metano liquido ahora están atrapados en los hielos debajo de la superficie , a traves de algún mecanismo de criovulcanismo .
Y esta actividad - criovulcanismo - reemplazaría el metano que se pierde como resultado de la fotoquimica en la atmosfera de Titan , y los espectros tomados en la superficie han mostrado las firmas características de hidrocarburos mas complejos , como el benceno , el etano y el cianogeno .
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4 ) El origen de la atmosfera de nitrogeno en Titan , recordemos que la Tierra y Titan son los únicos mundo en este sistema solar que tienen atmósferas de nitrogeno espesas , durante el descenso , el instrumento de la sonda Huygens - GCMS - hizo mediciones atmosféricas , lo que hizo fue medir las proporciones de gases , se esperaba encontrar argón 36 , argón 38 , criptón , y xenón , los cientificos habían teorizado su presencia en la atmosfera de Titan , en el contexto del origen del nitrógeno , argón 36 es de particular importancia .
Y el GCMS encontró que la relación de argón 36 a nitrogeno era aproximadamente de un millón de veces menor que la encontrada en el Sol , entonces , la condensación directa de gases en el antiguo Titan - durante su formación - habría resultado en la captura de argón 36 , así como de nitrogeno , pero en proporciones solares , pero la relación agotada encontrada por GCMS implica que el nitrogeno fue capturado como amoniaco , o en otros compuestos que contienen nitrogeno , porque la rareza de los gases nobles en la Tierra se ha visto durante mucho tiempo como un fuerte apoyo para la atmósfera que se formó por los impactos planetesimales ricos en gases , y la casi ausencia de gases nobles en Titan proporciona mas apoyo para esta hipótesis .
He aqui un posible escenario de la estructura interna de Titan , de un posible océano subterráneo global , debajo de una capa exterior helada , como infiere los datos obtenidos en su momento por la sonda Cassini . Crédito : Angelo Tavani .
( 5 ) Decaimiento radioactivo y criovulcanismo , recordemos que el instrumento GCMS de la sonda Huygens detectó argón radiogénico por debajo de los 18 kilómetros , esta detección fue importante porque argón 40 se origina únicamente de la descomposición del potasio - 40 , un isotopo radiactivo de potasio que se encuentra en las rocas , y la única fuente posible de este argón 40 es rocas que existen en el interior de Titan , debajo del manto de hidrocarburos y hielo de agua de Titan .
Y dado que la vida media radiactiva del argón 40 es de 1.300 millones de años , mucho mas corta que la vida útil de Titan , esa pequeña cantidad de argón 40 en la atmosfera proporciona un indicador importante de la cantidad de desgasificacion que se ha producido desde el interior profundo de Titan , si ese componente rocoso del interior de Titan tiene la misma composicion que la Tierra y se ha desgasificado en la misma medida , el argón 40 debería ser aproximadamente diez veces mas abundante que lo medido por la sonda Huygens , que comprende aproximadamente el 0,05 % de la atmosfera .
Ahora , si en el pasado el interior fuera cálido como para que un manto de agua liquida o agua-amoniaco llegara hasta el núcleo rocoso de Titan , el potasio podría haberse infiltrado en el liquido , el argón 40 radiogénico podría haberse desgasificado a la superficie , obviamente que la presencia de argón 40 en los niveles vistos por la sonda Huygens es una fuerte indicación de la actividad geológica de Titan , y es consistente con la reposición periódica de metano atmosférico , y la evidencia aparente de criovulcanismo observada por la sonda Cassini , involucra agua o una mezcla de agua y amoniaco , y proporciona un posible proceso para la liberación de ambos gases desde el interior de Titan .
He aqui una serie de imagenes estereográficas - ojo de pez - de la superficie de Titan , fue obtenida durante el descenso de la sonda Huygens , por el Descent Imager / Spectral Radiometer - DISR - el 14 de enero del año 2005 , este mosaico muestra la superficie desde seis altitudes diferentes , desde los 150 kilómetros hasta los 200 metros , y se observa una capa de bruma a unos 20-21 kilómetros de altitud . Crédito : ESA/NASA/JPL/UDA.
( 6 ) El Titan nebuloso , el instrumento DISR proporcionó información in suti sobre las propiedades ópticas , el tamaño y la densidad de las partículas de turbidez , y las observaciones mostraron que había una cantidad significativa de neblina en todas las altitudes durante el descenso , y que se extendía hasta la superficie , pero con la disminución de la altitud , las partículas de neblinas se volvieron mas brillantes , y los tamaños de las partículas aumentaron debido a colisiones en un efecto de " bola de nieve ".
Así como a la condensación de gases de metano , etano y cianuro de hidrógeno en pequeños núcleos de aerosol a niveles mas bajos , y la sonda Huygens detectó tres regiones de turbidez , region 1 , encima de 80 km , region 2 , encima de 80 y 30 km , y region 3 , entre los 30 km y la superficie , en función de la densidad y las propiedades ópticas de la atmosfera , antes de la llegada de Huygens , se pensaba que las diminutas partículas de bruma se hundían lentamente a traves de la estratosfera , y finalmente actuaban como núcleos de condensación para las nubes de nivel inferior , el instrumento
DISR mostró que Huygens comenzó a emerger de la bruma solo en la troposfera , a unos 30 km de la superficie .
Pero se detectó otra capa delgada de neblina de metano a una altitud de 21 km , donde la temperatura local era de - 197° grados Celsius - -322° grados Fahrenheit - y la presión era de 450 mbar , y esta característica puede ser una indicación de condensación de metano , y de hecho los datos sugieren la presencia de nubes de metano en capas en la troposfera de Titan , a unas altitudes de entre 8 y 30 km , y cuando se combinan con mediciones en tierra , los datos sugieren una nube de hielo de metano superior entre los 20 y 30 km , y una capa de nube de metano - nitrogeno liquido entre los 8 y los 16 km .
( 7 ) Los pequeños aerosoles de Titan , hace años se sospechaba que las pequeñas partículas , aerosoles , en la atmosfera de Titan juegan un papel importante en la determinación de su estructura térmica y procesos atmosféricos , con los dos instrumentos de Huygens , GCMS y
ACP , las partículas de aerosol recogidas , se calentaron en el horno ACP para vaporizar todos los componentes volátiles , y el instrumento GCMS analizó los gases liberados por cada muestra , y se obtuvieron dos muestras atmosféricas durante el descenso de Huygens , uno fue tomado a 130-35 km , y el otro a 25-20 km .
El amoniaco - NH3 - y el cianuro de hidrógeno - HCN - se identificaron como los principales gases liberados en el horno , eso indica que el carbono y el nitrogeno son componentes principales de los aerosoles , y no se encontraron diferencias , eso indica que la composicion de los aerosoles es la misma en distintas altitudes , eso indica que Titan tiene en la atmosfera una fuente común donde la luz solar ultravioleta altera fotoquimicamente gases como el metano .
Mientras el instrumento DISR caracterizó las propiedades ópticas de los aerosoles fotoquimicos , desde 150 km de altitud hasta la superficie , y se descubrió que coincidían con las propiedades de las " tolinas " , materiales creados en laboratorios mediante el envío de descargas eléctricas en mezclas de nitrogeno y metano , y se observó que las propiedades ópticas de los aerosoles se pueden reproducir mediante la condensación de cianuro de hidrógeno cerca de los 80 km de altura , la condensación de etano cerca de la tropopausa - 44 km de altura - y la condensación de metano desde la tropopausa hasta los 8 km de altura .
Superficie de Titan , imagen obtenida por la sonda Huygens al final de su descenso , el 14 de enero del año 2005 , esto es el color real de la superficie de Titan , se observa algunos guijarros a unos 85 centímetros de la sonda Huygens - 2,7 pies - la superficie observada es una mezcla de agua y hielo de hidrocarburos , y hay evidencias de erosión en la base de estos objetos , que indica posible actividad fluvial . Crédito : ESA/NASA/JPL/UDA.
( 8 ) Lechos de ríos y lagos secos , se puede decir que oculto bajo un manto de bruma que lo abarca todo , el instrumento DISR de la sonda Huygens mostró una serie de imágenes únicas y espectaculares , el instrumento tomó varios cientos de imagenes en luz visible con sus tres cámaras durante el descenso de 2 horas y 27 minutos , y las cámaras revelaron una meseta con una gran cantidad de canales oscuros y cortados , formando redes de drenajes que tenían muchas similitudes con la Tierra , esos estrechos canales convergieron en amplios ríos , que drenaban en una amplia y oscuras regiones de tierras bajas .
Esos barrancos cortados por los ríos tenían aproximadamente unos 100 metros de profundidad - 328 pies - y las laderas de sus valles eran muy empinadas , que daba una idea de una rápida erosión debido a flujos repentinos y violentos , en el lugar de aterrizaje de la sonda Huygens , no se encontró evidencia de liquido , da la sensación que hubo inundación de metano y etano liquido , los datos topográficos mostraron que los brillantes terrenos de las tierras altas son extremadamente accidentadas , con pendientes de hasta 30° grados , estos drenan en terrenos bajos y oscuros de tierras bajas , el material oscuro que cubre las llanuras puede haber sido arrastrado por los flujos y podría estar formado por depósitos fotoquimicos que llovieron desde arriba .
Representación artística del océano subterráneo de Titan .
( 9 ) Indicios de un océano subterráneo , cuando la sonda Huygens descendía , detectó una fuente inusual de excitación eléctrica en la atmosfera de Titan , unas de las dudas de los cientificos fue si se generaban rayos en la atmosfera de Titan , aqui en la Tierra se producen miles de rayos y cada rayo genera un crujido de radio , lo que nos dice que nuestra atmosfera genera continuamente señales de radio de frecuencia baja - ELF - conocidas como resonancia de Schumann .
Las resonancias electromagnéticas globales excitadas por descargas de rayos , ocurren en la cavidad formada entre la superficie de la Tierra y la ionosfera , que es una region de partículas cargadas electricamente en la atmosfera superior de la Tierra , esta resonancia se conoce solo aqui por ser liberadas por tormentas eléctricas y aunque no se detectaron rayos ni tormentas eléctricas en Titan , el instrumento PWA detectó una señal ELF inusual a una frecuencia de alrededor de 36 Hertz .
La sonda Huygens también descubrió una capa ionosferica mas baja entre 140 km a 40 km con un pico de conductividad eléctrica cerca de 60 km , para entender el patrón único de señales , los cientificos habían propuesto que la atmosfera de Titan se comporte como un circuito eléctrico gigante , las corrientes eléctricas se generan en la ionosfera cuando interactua con la magnetosfera de Saturno , y esto da como resultado un efecto dinamo , ya que el plasma atrapado en la magnetosfera gira conjuntamente con el planeta cada 10 horas .
Se cree que el limite inferior de la cavidad de Titan , que refleja las señales de radio , es un océano conductor de agua y amoniaco que está a una profundidad de entre 55 km a 80 km debajo de una corteza helada no conductora .
El lugar donde ha aterrizado la sonda Huygens en Titan . Crédito : ESA/NASA/JPL/Caltech/USGS /UDA.
( 10 ) , Dunas esquivas , el área alrededor del lugar de aterrizaje de la sonda Huygens resultó ser una enorme llanura de hielo mas que nada de agua sucia , donde había mantos de depósitos orgánicos , estos mantos de aerosol eran invisibles para las ondas de radar , por lo que las imagenes de Cassini solo revelaron el hielo de agua subyacente , entonces el limite entre las tierras altas brillantes y las llanuras oscuras sobre la que Huygens se desplazó simplemente no apareció en las imagenes de radar .
La ubicación de la zona de aterrizaje fue atada después de un tiempo por la detección de dos dunas oscuras y longitudinales de " arena " a unos 30 kilómetros al norte del sitio de aterrizaje , los esquivos accidentes geográficos eran visibles tanto en las imagenes SAR y Huygens , aunque las dunas longitudinales y oscuras forman " mares de arena " en las regiones ecuatoriales opticamente oscuras de Titan , por eso la sonda Huygens descendió sobre una region de unidades brillantes y oscuras que estaba libre de los campos de dunas que se encuentran en otros lugares .
Las dunas en Titan con seguridad están compuestas de hidrocarburos del tamaño de arena o grano de nitrilo mezclados con hielo de agua , obviamente las partículas llovieron desde arriba , hacia la superficie y luego fueron erosionadas y movidas por proceso superficiales y eólicos y para que la arena migre a traves de la superficie bajo la influencia de los débiles vientos superficiales de Titan , que es un proceso llamado saltación , posiblemente el material de la duna debe de tener entre 100 micras a 300 micras de diametro .
https://sci.esa.int/s/Aqjpgzw
https://sci.esa.int/web/cassini-huygens/2085-objectives
http://saturn.jpl.nasa.gov/science/index.cfm?SciencePageID=73
https://sci.esa.int/web/cassini-huygens/34954-instruments
http://saturn.jpl.nasa.gov/mission/flybys/
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