Los mares de Titán pueden hervir con nitrógeno, según la NASA

Para el estudio, los investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, simularon las frígidas condiciones superficiales en Titán, descubriendo que cantidades significativas de nitrógeno pueden disolverse en el metano líquido extremadamente frío que llueve desde los cielos y se recoge en ríos y mares.

Ellos demostraron que ligeros cambios en la temperatura, la presión del aire o la composición pueden hacer que el nitrógeno se separe rápidamente de la solución, como el efecto que se produce al abrir una botella de gaseosa.

La nave espacial Cassini de la NASA ha descubierto que la composición de los lagos y mares de Titán varía de un lugar a otro, y que algunas zonas son más ricas en etano que en metano. «Nuestros experimentos mostraron que cuando los líquidos ricos en metano se mezclan con los ricos en etano -por ejemplo en una fuerte lluvia, o cuando el escurrimiento de un río de metano se mezcla en un lago rico en etano- el nitrógeno es menos capaz de permanecer disuelo», dijo Michael Malaska de JPL, quien dirigió el estudio.

La liberación de nitrógeno, conocida como exsolución, también puede ocurrir cuando los mares de metano se calientan ligeramente durante las estaciones cambiantes en Titán.

Un líquido gaseoso también podría causar problemas, potencialmente, para una futura sonda robótica enviada a flotar o navegar a través de los mares de Titán. El exceso de calor que emana de una sonda puede provocar la formación de burbujas alrededor de sus estructuras -por ejemplo, las hélices utilizadas para la propulsión- lo que haría difícil dirigir o mantener la sonda estable.

La noción de burbujas de nitrógeno que crean zonas efervescentes en los lagos y mares de Titán es relevante para uno de los misterios sin resolver más encantadores que Cassini ha investigado durante su tiempo explorando Titán: las llamadas «islas mágicas».

Durante varios sobrevuelos, el radar de Cassini ha revelado pequeñas áreas en los mares que aparecieron y desaparecieron, y luego (en al menos un caso) reapareció. Los investigadores propusieron varias explicaciones potenciales para lo que podría estar creando estas características con apariencia de islas, incluyendo la idea de campos de burbujas. El nuevo estudio proporciona detalles sobre el mecanismo que podría estar formando tales burbujas, si son realmente el culpable.

«Gracias a este trabajo sobre la solubilidad del nitrógeno, ahora estamos seguros de que las burbujas podrían de hecho formarse en los mares, y de hecho puede ser más abundante de lo que habíamos esperado», dijo Jason Hofgartner de JPL, que sirve como co-investigador en el equipo de radar de Cassini y fue co-autor del estudio.

Al caracterizar cómo el nitrógeno se mueve entre los reservorios líquidos de Titán y su atmósfera, los investigadores también combinaron el nitrógeno en laboratorio con una solución rica en etano simulada mientras el etano se congelaba hasta el fondo de su diminuto y simulado lago Titán. A diferencia del agua, que es menos densa en su forma sólida que en su forma líquida, el hielo de etano se formaría en el fondo de las fríos mares de Titán. A medida que el etano se cristaliza en hielo, no hay espacio para el gas nitrógeno disuelto, y empieza a salir.

«Es como si los lagos de Titán respiraran nitrógeno», dijo Malaska. «A medida que se enfrían, pueden absorber más gas, 'inhalando'. Y mientras se calientan, la capacidad del líquido se reduce, por lo que 'exhalan' «. Un fenómeno similar ocurre en la Tierra con la absorción de dióxido de carbono por los océanos de nuestro planeta. Los resultados del estudio se publican en Icarus.