Titán (satélite): características, composición, órbita, movimiento
¿Qué es Titán?
Titán es uno de los satélites del planeta Saturno y el mayor de todos. Su superficie es helada, es más grande que Mercurio y tiene la atmósfera más densa entre todos los satélites del sistema solar.
Desde la Tierra, Titán es visible con la ayuda de prismáticos o telescopios. Fue Christian Huygens (1629-1695), astrónomo holandés, quien en 1655 divisó al satélite con telescopio por primera vez. Huygens no lo llamó Titán, sino simplemente Luna Saturni, que en latín equivale a decir “luna de Saturno”.
El nombre de Titán, derivado de la mitología griega, fue propuesto por John Herschel (1792-1871), hijo de William Herschel, a mediados del siglo XIX. Los titanes eran los hermanos de Cronos, padre del tiempo para los griegos, equivalente al Saturno de los romanos.
Tanto las misiones espaciales llevadas a cabo durante la última mitad del siglo XX como las observaciones del telescopio espacial Hubble aumentaron mucho los conocimientos acerca de este satélite, que es en sí un mundo fascinante.
Para comenzar, en Titán existen fenómenos meteorológicos semejantes a los de la Tierra, como vientos, evaporación y lluvias. Pero con una diferencia fundamental: en Titán el metano tiene una participación importante en ellos, ya que esta sustancia forma parte de la atmósfera y de la superficie.
Además, por tener su eje de rotación inclinado, Titán disfruta de estaciones, si bien la duración es distinta a las de la Tierra.
Por esto y además por poseer atmósfera propia y su gran tamaño, Titán es descrito a veces como un planeta en miniatura y los científicos se han enfocado en conocerlo mejor, para saber si alberga, o es capaz de albergar vida.
Características de Titán
Tamaño
Titán es el segundo satélite en tamaño, superado únicamente por Ganímedes, la enorme luna de Júpiter. En tamaño es más grande que Mercurio, pues el pequeño planeta tiene 4879.4 km de diámetro y en cambio Titán tiene 5149.5 km.
Sin embargo, Titán tiene un gran porcentaje de hielo en su composición. Los científicos lo saben a través de su densidad.
Densidad
Para calcular la densidad de un cuerpo, es necesario conocer tanto su masa como su volumen. La masa de Titán se puede determinar a través de la tercera ley de Kepler, así como de los datos suministrados por las misiones espaciales.
La densidad de Titán resulta ser de 1.9 g/cm3, bastante menor a la de los planetas rocosos. Esto solo significa que Titán posee un gran porcentaje de hielos -no solo de agua, los hielos pueden ser de otras sustancias- en su composición.
Atmósfera
El satélite posee una densa atmósfera, algo poco común en el sistema solar. Esta atmósfera contiene metano, pero el componente mayoritario es nitrógeno, tal como sucede con la atmósfera terrestre.
No tiene agua en ella, ni tampoco dióxido de carbono, pero sí existen otros hidrocarburos presentes, porque la luz del Sol reacciona con el metano dando lugar a otros compuestos como acetileno y etano.
Sin campo magnético
En cuanto al magnetismo, Titán carece de campo magnético propio. Como se encuentra en el límite de los cinturones de radiación de Saturno, todavía muchas partículas altamente energéticas llegan hasta la superficie de Titán y fragmentan las moléculas allí.
Un hipotético viajero que llegase a Titán encontraría en la superficie una temperatura en el orden de -179.5 ºC y una presión atmosférica tal vez incómoda: una vez y media el valor de la presión terrestre a nivel del mar.
Lluvia
En Titán llueve, porque el metano se condensa en la atmósfera, aunque es posible que esta lluvia con frecuencia no alcance a llegar al suelo, ya que en parte se evapora antes de llegar.
Resumen de las principales características físicas de Titán
Composición
Los científicos planetarios infieren, a partir de la densidad de Titán, que es aproximadamente el doble que la del agua, que el satélite es mitad roca y mitad hielo.
Las rocas contienen hierro y silicatos, mientras que los hielos no son todos de agua, aunque debajo de la capa congelada de la corteza sí hay una mezcla de agua y amoníaco. Existe oxígeno en Titán, pero ligado al agua en el subsuelo.
En el interior de Titán, al igual que sucede en la Tierra y otros cuerpos del sistema solar, hay elementos radiactivos que producen calor a medida que decaen en otros elementos.
Es importante destacar que la temperatura en Titán es cercana a la del punto triple del metano, lo cual indica que este compuesto puede existir como sólido, líquido o gas, desempeñando el mismo rol que el agua en la Tierra.
Así lo confirmó la sonda Cassini, que logró descender sobre la superficie del satélite, donde encontró muestras de la evaporación de este compuesto. Igualmente detectó regiones en las que las ondas de radio se reflejan débilmente, de forma análoga a como se reflejan en lagos y océanos terrestres.
Estas zonas oscuras en las imágenes de radio sugieren la presencia de cuerpos de metano líquido, de entre 3 y 70 km de ancho, aunque se necesita algo más evidencia que sustente definitivamente el hecho.
La atmósfera en Titán
El astrónomo holandés Gerard Kuiper (1905-1973) confirmó en 1944 que Titán posee una atmósfera propia, gracias a la cual el satélite tiene el característico color marrón anaranjado que se aprecia en las imágenes.
Posteriormente, gracias a los datos enviados por la misión Voyager a principios de los años 80, se comprobó que dicha atmósfera es bastante densa, aunque recibe menos radiación solar a causa de la distancia.
Además cuenta con una capa de smog, que opaca la superficie y en la cual existen partículas de hidrocarburos en suspensión.
En la alta atmósfera de Titán se desarrollan vientos de hasta 400 km/h, aunque acercándose a la superficie el panorama es un poco más sereno.
Gases atmosféricos
En cuanto a su composición, los gases atmosféricos constan de nitrógeno en un 94 % y 1.6 % de metano. El resto de los componentes son hidrocarburos. Este es el rasgo más característico, pues aparte de la atmósfera terrestre, ninguna otra en el sistema solar contiene nitrógeno en tal cantidad.
El metano es un gas de invernadero cuya presencia evita que la temperatura de Titan descienda aún más. No obstante la capa más externa, formada por gases muy dispersos, es reflectora y contrarresta el efecto invernadero.
Hidrocarburos
Entre los hidrocarburos observados en Titán, llama la atención el acrilonitrilo, en concentración de hasta 2.8 partes por millón (ppm), detectado a través de técnicas espectroscópicas.
Se trata de un compuesto muy empleado en la fabricación de plásticos y que de acuerdo a los científicos, es capaz de crear estructuras parecidas a las membranas celulares.
Aunque el acrilonitrilo fue detectado inicialmente en las capas altas de la atmósfera de Titán, se cree que bien puede alcanzar la superficie, condensando en las capas bajas atmosféricas y luego precipitándose con la lluvia.
Aparte del acrilonitrilo, en Titán hay tholins o tolinas, curiosos compuestos de naturaleza orgánica que aparecen cuando la luz ultravioleta fragmenta el metano y separa las moléculas de nitrógeno.
El resultado son estos compuestos más complejos que se cree existieron en la Tierra primitiva. Se han detectado en los mundos helados más allá del cinturón de asteroides y los investigadores son capaces de producirlos en el laboratorio.
Tales hallazgos son muy interesantes, si bien las condiciones del satélite no son aptas para la vida terrestre, sobre todo a causa de las temperaturas extremas.
¿Cómo observar Titán?
Titán es visible desde la Tierra como un pequeño punto luminoso alrededor del gigante Saturno, pero es necesaria la ayuda de instrumentos como prismáticos o telescopios.
Aun así, no es posible advertir gran cantidad de detalles, porque Titán no se luce tanto como los satélites galileanos (los grandes satélites de Júpiter).
Además, el gran tamaño y brillo de Saturno puede ocultar la presencia del satélite en ocasiones, por lo cual es preciso buscar los momentos de mayor alejamiento entre ambos para distinguir al satélite.
Órbita
Titán tarda casi 16 días en rotar alrededor de Saturno y tal rotación es síncrona con el planeta, lo cual quiere decir que siempre le muestra la misma cara.
Este fenómeno es muy común entre los satélites del sistema solar. Nuestra Luna, por ejemplo, también está en rotación síncrona con la Tierra.
Ello se debe a las fuerzas de marea, que no solamente levantan a las masas líquidas, que es el efecto que más se aprecia en la Tierra. También son capaces de levantar la corteza y deformar planetas y satélites.
Las fuerzas de marea van frenando paulatinamente la velocidad del satélite hasta igualar la velocidad orbital con la de rotación.
Movimiento de rotación
La rotación síncrona de Titán significa que su período de rotación alrededor de su eje es el mismo que el período orbital, es decir aproximadamente 16 días.
Existen estaciones en Titán a causa de la inclinación del eje de rotación en 26º respecto a la eclíptica. Pero a diferencia de la Tierra, cada una duraría aproximadamente 7.4 años.
En 2006, la sonda Cassini trajo imágenes en las que se aprecia lluvia (de metano) en el polo norte de Titán, evento que marcaría el inicio del verano en el hemisferio norte del satélite, donde se cree que existen los lagos de metano.
Las lluvias harían crecer los lagos, mientras que los del hemisferio sur seguramente se estarían secando por la misma época.
Geología
La sonda Cassini, que aterrizó sobre Titán en 2005, investigó el satélite mediante cámaras infrarrojas y radar, capaces de penetrar en la densa atmósfera. Las imágenes muestran una geología variada.
Aunque Titán se formó junto al resto de los integrantes del sistema solar hace poco más de 4500 millones de años, su superficie es mucho más reciente, cerca de 100 millones de años según las estimaciones. Eso es posible gracias a una gran actividad geológica.
Las imágenes revelan colinas heladas y superficies suaves de color más oscuro.
Hay pocos cráteres, ya que la actividad geológica los borra al poco tiempo de formarse. Algunos científicos declararon que la superficie de Titán es parecida al desierto de Arizona, aunque el hielo toma el lugar de la roca.
En el lugar del descenso de la sonda se encontraron cantos de hielo suavemente redondeados, como si un fluido les hubiera dado la forma hace tiempo.
También hay colinas surcadas de canales que descienden hasta la llanura suavemente y los lagos de metano descritos con anterioridad, así como islas. Estos lagos son los primeros cuerpos líquidos estables encontrados en un lugar fuera de la propia Tierra y se ubican cerca de los polos.
El relieve en general no es muy marcado en Titán. Las montañas más altas alcanzan cerca de uno o dos kilómetros de altura, según los datos altimétricos.
Adicionalmente a estos rasgos, en Titán hay dunas ocasionadas por las mareas, que a su vez generan fuertes vientos sobre la superficie del satélite.
De hecho, todos estos fenómenos se dan en la Tierra, pero de forma muy diferente, ya que en Titán el metano tomó el lugar del agua, y además, está mucho más alejado del Sol.