Nuevo misterio en Titán: ¿Qué son y cómo se formaron las enormes murallas que encierran algunos lagos?

Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/ASI; ESA/A. Solomonidou 

Utilizando observaciones de la nave espacial internacional Cassini, los científicos han explorado los extrañas murallas de hasta 300 metros de altura en forma de anillo que envuelven algunas de los lagos de los polos de la luna más grande de Saturno, Titán. El estudio revela datos sobre cómo se formaron; pero sólo es el principio queda mucho por explorar antes de dar una explicación a este enigmático misterio.

La misión Cassini-Huygens de la NASA / ESA / ASI pasó 13 años en el sistema de Saturno, con la nave espacial Cassini llevando la sonda Huygens de la ESA, que aterrizó en la luna helada en 2005. Durante la gira de Cassini por Saturno y sus lunas, hizo más de 100 sobrevuelos de Titán, que revelan alrededor de 650 lagos y mares en las regiones polares de Titán, 300 de los cuales están al menos parcialmente llenos de una mezcla líquida de metano y etano.

La mayoría de los lagos más pequeños de Titán se caracterizan por ser depresiones de bordes afilados, con pisos relativamente planos los vacíos, profundidades de hasta 600 m y bordes exteriores estrechos y empinados de aproximadamente 1 km de ancho.

Sin embargo, algunos lagos están rodeados de murallas: montículos en forma de anillo que se extienden por decenas de kilómetros desde la costa de un lago, estas murallas llegan a encerrar totalmente al lago.

"La formación de los lagos de Titán, y sus características circundantes, sigue siendo una pregunta abierta", dice Anezina Solomonidou, investigadora de la ESA en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC) cerca de Madrid, España, y autora principal de un nuevo estudio sobre las murallas de Titán. "Las murallas pueden tener pistas importantes sobre cómo las regiones polares llenas de lagos de Titán se convirtieron en lo que vemos hoy. Investigaciones anteriores revelaron su existencia, pero ¿cómo se formaron?".

Solomonidou y sus colaboradores combinaron datos espectrales y de radar de la nave Cassini por primera vez para explorar cinco regiones cercanas al polo norte de Titán con lagos llenos y murallas elevadas, además de tres lagos vacíos de una región cercana. Los lagos tenían un tamaño de 30 a 670 kilómetros cuadrados y estaban completamente rodeados por murallas de 200 a 300 m de altura que se extendían desde los perímetros del lago hasta por 30 km.

La Cassini recopiló las observaciones a lo largo de los años durante los sobrevuelos de Titán con el espectrómetro de mapeo visual e infrarrojo (VIMS), que sondea la capa superior de la superficie (decenas de μm), y con el RADAR, que puede penetrar más, hasta decenas de cm, dependiendo de las propiedades del material de la superficie. Este último se utilizó tanto en su modo de radiometría como en su generador de imágenes de radar de apertura sintética (SAR) .

"Los datos espectrales mostraron que las murallas tienen una composición diferente con respecto a su entorno", agrega Solomonidou. "Los pisos de los lagos vacíos que estudiamos también parecen ser espectralmente similares a las murallas, lo que sugiere que tanto las cuencas vacías como las murallas pueden estar hechas o recubiertas con material similar y, por lo tanto, pueden haberse formado de manera similar".

La emisividad de las murallas, según lo examinado por la coautora Alice Le Gall del laboratorio LATMOS de UVSQ en París, Francia, también fue similar a la de otra característica importante y generalizada vista en Titán, que los científicos llaman “terreno laberíntico”. Con un paisaje laberíntico marcado con diferentes canales formados por la erosión fluvial a lo largo del tiempo, se sospecha que el terreno del laberinto es rico en materia orgánica, en lugar de estar hecho de hielo de agua. La similitud observada sugiere que las murallas también pueden ser ricas en compuestos orgánicos.

"Las murallas también están consistentemente completas: si bien los anillos y otras características se han desgastado y roto con el tiempo, las murallas siempre rodean completamente su lago", agregó Le Gall. "Esto nos ayuda a restringir los escenarios de cómo podrían haberse formado".

El nuevo estudio sugiere dos posibles mecanismos en los que se pueden crear tales murallas: un proceso que involucra un subsuelo que está saturado con agua subterránea, dadas las diferencias de elevación entre los pisos de los lagos vacíos y los lagos llenos, o uno en el que la cuenca y la corteza que rodea un lago se endurece primero y luego se desinfla, lo que lleva al lago a filtrarse hacia el subsuelo y deja una región de la cuenca del lago que sobresale por encima del terreno circundante para formar una muralla.

La integridad observada de las murallas aporta más información en comparación con los anillos de cuenca más rotas. Si los anillos están hechas de un material más débil que las murallas, entonces las murallas deben ser relativamente viejas para que aparezcan como lo hacen. En este escenario, se formaría un lago, seguido de una muralla y luego un borde, que no puede resistir la erosión debido a su composición más débil.

Sin embargo, si los anillos y las murallas están hechas del mismo material, entonces las murallas pueden ser relativamente jóvenes: se formaría una cuenca, con material residual dibujado en los anillos y luego posteriormente en murallas más grandes. Este último escenario implicaría que los lagos delimitados por las murallas se encuentran entre los más jóvenes de Titán, ya que aún no han visto su muralla erosionada y retirada.

"Es difícil reducir el mecanismo exacto de cómo se forman estas murallas, pero con más investigación llega una comprensión cada vez mayor de cuerpos intrigantes como Titán" , agregó Solomonidou.

"El análisis de los datos de Cassini de las lunas heladas de Saturno, en particular cuando se combinan datos de múltiples instrumentos, es muy relevante para preparar la misión JUICE que explorará las lunas heladas de Júpiter" , dijo el coautor Olivier Witasse, quien también es científico de proyecto para la ESA Misión de jugo .

"Incluso si Titán es excepcional, con lagos y lluvias que no se encuentran en las lunas de Júpiter, saber más sobre Titán agrega mucho a nuestra comprensión de las lunas heladas del Sistema Solar colectivamente" .

Las futuras misiones investigarán más a fondo el Sistema Solar exterior: JUICE, por ejemplo, se lanzará en 2022 y se dirigirá a explorar el sistema Júpiter, mientras que la NASA planea enviar otra misión, Dragonfly, específicamente a Titán a mediados y finales de la década de 2020. . Con la nave espacial de próxima generación preparada para revelar más sobre las lunas heladas alrededor de los planetas gigantes de nuestro Sistema Solar, los científicos esperan descubrir los secretos de cómo se formaron y evolucionaron estos fascinantes objetos.

Fuente: Nota de prensa de la ESA.