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Articulo de referencia

Atmósfera de Titán

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La atmósfera de Titán es la densa capa de gases que rodea a Titán , la luna más grande de Saturno . Titán es el único satélite natural de un planeta en el Sistema Solar con una atmósfera más densa que la atmósfera de la Tierra y es una de las dos lunas con una atmósfera lo suficientemente significativa como para generar clima (la otra es la atmósfera de Tritón ). [ 5 ] La atmósfera inferior de Titán está compuesta principalmente de nitrógeno (94,2 %), metano (5,65 %) e hidrógeno (0,099 %). [ 1 ] Hay cantidades traza de otros hidrocarburos, como etano , diacetileno , metilacetileno , acetileno , propano , HAP [ 6 ] y de otros gases, como cianoacetileno , cianuro de hidrógeno , dióxido de carbono , monóxido de carbono , cianógeno , acetonitrilo , argón y helio . [ 4 ] El estudio isotópico de la relación de isótopos de nitrógeno también sugiere que el acetonitrilo puede estar presente en cantidades que superan al cianuro de hidrógeno y al cianoacetileno . [ 7 ] La presión superficial es aproximadamente un 50 % mayor que en la Tierra, a 1,5 bares (147 kPa). [ 2 ] Esta es mayor que la presión en el punto triple del metano , lo que permite que haya metano líquido en la superficie además del metano gaseoso en la atmósfera. [ 3 ] El color naranja visto desde el espacio es producido por otros compuestos químicos más complejos en pequeñas cantidades, posiblemente tolinas , precipitados orgánicos similares al alquitrán. [ 8 ]

Historial de observación

La presencia de una atmósfera significativa fue sospechada por primera vez por el astrónomo español Josep Comas i Solà , quien observó un oscurecimiento distintivo del limbo de Titán en 1903 desde el Observatorio Fabra en Barcelona , ​​Cataluña . [ 9 ] Esta observación fue confirmada por el astrónomo holandés Gerard P. Kuiper en 1944 utilizando una técnica espectroscópica que arrojó una estimación de una presión parcial atmosférica de metano del orden de 100 milibares (10 kPa). [ 10 ] Observaciones posteriores en la década de 1970 mostraron que las cifras de Kuiper habían sido subestimaciones significativas; las abundancias de metano en la atmósfera de Titán eran diez veces mayores, y la presión superficial era al menos el doble de lo que había predicho. La alta presión superficial significaba que el metano solo podía formar una pequeña fracción de la atmósfera de Titán. [ 11 ] En 1980, la Voyager 1 realizó las primeras observaciones detalladas de la atmósfera de Titán, revelando que su presión superficial era mayor que la de la Tierra, de 1,5 bares (aproximadamente 1,48 veces la de la Tierra). [ 12 ]

La misión conjunta NASA/ESA Cassini-Huygens proporcionó una gran cantidad de información sobre Titán y el sistema de Saturno en general, desde que entró en órbita el 1 de julio de 2004. Se determinó que las abundancias isotópicas atmosféricas de Titán eran evidencia de que el abundante nitrógeno en la atmósfera provenía de materiales en la nube de Oort , asociados con cometas , y no de los materiales que formaron Saturno en épocas anteriores. [ 13 ] Se determinó que en Titán podrían surgir compuestos químicos orgánicos complejos, [ 14 ] incluyendo hidrocarburos aromáticos policíclicos , [ 15 ] [ 6 ] propileno , [ 16 ] y metano . [ 17 ] [ 18 ]

La misión Dragonfly de la NASA planea aterrizar un gran vehículo aéreo en Titán en 2034. [ 19 ] La misión estudiará la habitabilidad de Titán y la química prebiótica en varios lugares. [ 20 ] La aeronave, similar a un dron, realizará mediciones de procesos geológicos y de la composición de la superficie y la atmósfera. [ 21 ]

Descripción general

Perfil de la atmósfera de Titán en comparación con la de la Tierra.
Sistema de la atmósfera inferior de Titán.

Las observaciones de las sondas espaciales Voyager han demostrado que la atmósfera de Titán es más densa que la de la Tierra , con una presión superficial aproximadamente 1,48 veces mayor que la de la Tierra. [ 12 ] La masa atmosférica de Titán se ha estimado como9,1 × 10 18  kg , casi el doble que la atmósfera de la Tierra. [ 22 ] Sostiene capas de neblina opaca que bloquean la mayor parte de la luz visible del Sol y otras fuentes y hacen que las características de la superficie de Titán sean oscuras. La atmósfera es tan densa y la gravedad tan baja que los humanos podrían volar a través de ella batiendo "alas" unidas a sus brazos. [ 23 ] La menor gravedad de Titán significa que su atmósfera es mucho más extensa que la de la Tierra; incluso a una distancia de 975  km, la nave espacial Cassini tuvo que hacer ajustes para mantener una trayectoria estable contra el arrastre atmosférico. [ 24 ] La atmósfera de Titán es opaca en muchas longitudes de onda y es imposible obtener un espectro de reflectancia completo de la superficie desde el exterior. [ 25 ] No fue hasta la llegada de Cassini-Huygens en 2004 que se obtuvieron las primeras imágenes directas de la superficie de Titán. La sonda Huygens no pudo detectar la dirección del Sol durante su descenso, y aunque logró tomar imágenes de la superficie, el equipo de Huygens comparó el proceso con "tomar fotos de un estacionamiento de asfalto al anochecer". [ 26 ]

Estructura vertical

Diagrama de la atmósfera de Titán
Diagrama de la atmósfera de Titán

La estructura atmosférica vertical de Titán es similar a la de la Tierra. Ambas poseen troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera. Sin embargo, la menor gravedad superficial de Titán crea una atmósfera más extensa, con alturas de escala de 15 a 50 km (9,3 a 31,1 millas) en comparación con los 5 a 8 km (3,1 a 5,0 millas) de la Tierra. [ 3 ] Los datos de Voyager , combinados con los datos de Huygens y los modelos radiativo-convectivos, proporcionan una mayor comprensión de la estructura atmosférica de Titán. [ 27 ]    

  • Troposfera: Esta es la capa donde se produce la mayor parte del clima en Titán. Dado que el metano se condensa en la atmósfera de Titán a gran altitud, su abundancia aumenta por debajo de la tropopausa a una altitud de 32 km (20 mi) , estabilizándose en un valor del 4,9 % entre los 8 km (5,0 mi) y la superficie. [ 28 ] [ 29 ] En la troposfera se encuentran lluvia de metano, precipitación de neblina y diversas capas de nubes.    
  • Estratosfera: La composición atmosférica en la estratosfera es 98,4 % nitrógeno —la única atmósfera densa y rica en nitrógeno del Sistema Solar aparte de la de la Tierra—, con el 1,6 % restante compuesto principalmente de metano (1,4 %) e hidrógeno (0,1–0,2 %). [ 28 ] La principal capa de neblina de tolina se encuentra en la estratosfera a unos 100–210 km (62–130 mi) . En esta capa de la atmósfera hay una fuerte inversión de temperatura causada por la neblina debido a una alta relación de opacidad de onda corta a infrarroja. [ 1 ]  
  • Mesosfera: Se encuentra una capa de neblina separada a unos 450–500 km (280–310 mi) dentro de la mesosfera . La temperatura en esta capa es similar a la de la termosfera debido al enfriamiento de las líneas de cianuro de hidrógeno (HCN). [ 30 ]  
  • Termosfera: La producción de partículas comienza en la termosfera [ 3 ] Esto se concluyó después de encontrar y medir iones y partículas pesadas. [ 31 ] Este fue también el acercamiento más cercano de Cassini a la atmósfera de Titán.
  • Ionosfera: La ionosfera de Titán también es más compleja que la de la Tierra, con la ionosfera principal a una altitud de 1200 km (750 mi) pero con una capa adicional de partículas cargadas a 63 km (39 mi) . Esto divide la atmósfera de Titán en cierta medida en dos cámaras de resonancia de radio separadas. La fuente de las ondas naturales de frecuencia extremadamente baja (ELF) en Titán, como las detecta Cassini-Huygens , no está clara ya que no parece haber actividad de relámpagos. Las principales fuentes de la ionosfera de Titán son la irradiancia solar , los electrones magnetosféricos de Saturno y los iones (    H2+{\displaystyle H_{2}^{+}},H+{\displaystyle H^{+}},O+{\displaystyle O^{+}}), que se desplazan a lo largo de las líneas del campo magnético y los rayos cósmicos galácticos (véase más en [ 32 ] ).

Composición y química atmosféricas

Procesos químicos atmosféricos.

La química atmosférica de Titán es diversa y compleja. Cada capa de la atmósfera presenta interacciones químicas únicas que, a su vez, interactúan con otras subcapas atmosféricas. Por ejemplo, se cree que los hidrocarburos se forman en la atmósfera superior de Titán mediante reacciones resultantes de la descomposición del metano por la luz ultravioleta del Sol , produciendo una densa niebla anaranjada. [ 33 ] La tabla a continuación destaca los mecanismos de producción y pérdida de las moléculas fotoquímicamente producidas más abundantes en la atmósfera de Titán. [ 3 ]

Una nube fotografiada en falso color sobre el polo norte de Titán.

Campo magnético

El campo magnético interno de Titán es insignificante, y quizás incluso inexistente, aunque estudios de 2008 mostraron que Titán retiene restos del campo magnético de Saturno en las breves ocasiones en que pasa fuera de la magnetosfera de Saturno y está directamente expuesto al viento solar . [ 34 ] [ 35 ] Esto puede ionizar y arrastrar algunas moléculas de la parte superior de la atmósfera. Se detectó un caso interesante como ejemplo del impacto de una eyección de masa coronal sobre la magnetosfera de Saturno, lo que provocó que la órbita de Titán quedara expuesta al viento solar impactado en la magnetofunda. Esto conduce a una mayor precipitación de partículas y a la formación de densidades electrónicas extremas en la ionosfera de Titán. [ 36 ] Su distancia orbital de 20,3 radios de Saturno lo sitúa ocasionalmente dentro de la magnetosfera de Saturno . Sin embargo, la diferencia entre el período de rotación de Saturno (10,7  horas) y el período orbital de Titán (15,95  días) provoca una velocidad relativa de aproximadamente100  km/s entre el plasma magnetizado de Saturno y Titán. [ 35 ] Eso puede intensificar las reacciones que causan pérdida atmosférica, en lugar de proteger la atmósfera del viento solar . [ 37 ]

Química de la ionosfera

En noviembre de 2007, los científicos descubrieron evidencia de iones negativos con  una masa aproximadamente 13 800 veces mayor que la del hidrógeno en la ionosfera de Titán, que se cree que caen a las regiones inferiores para formar la neblina anaranjada que oscurece la superficie de Titán. [ 38 ] Los iones negativos más pequeños se han identificado como aniones de cadena de carbono lineal , mientras que las moléculas más grandes muestran evidencia de estructuras más complejas, posiblemente derivadas del benceno . [ 39 ] Estos iones negativos parecen desempeñar un papel clave en la formación de moléculas más complejas, que se cree que son tolinas , y pueden formar la base de los hidrocarburos aromáticos policíclicos , los cianopoliinos y sus derivados. Cabe destacar que se ha demostrado previamente que iones negativos como estos mejoran la producción de moléculas orgánicas más grandes en nubes moleculares más allá del Sistema Solar, [ 40 ] una similitud que resalta la posible relevancia más amplia de los iones negativos de Titán. [ 41 ]

El vórtice del polo sur de Titán: una nube de hielo de HCN en remolino (29 de noviembre de 2012).

Circulación atmosférica

Existe un patrón de circulación atmosférica que fluye en la dirección de la rotación de Titán, de oeste a este. Además, se ha detectado una variación estacional en la circulación atmosférica. Las observaciones de la atmósfera realizadas por Cassini en 2004 también sugieren que Titán es un "superrotador", como Venus , con una atmósfera que rota mucho más rápido que su superficie. [ 42 ] La circulación atmosférica se explica por una gran circulación de Hadley que se produce de polo a polo. [ 1 ]

Ciclo del metano

Nubes de Titán
Nubes (4 de noviembre de 2022)
Nubes (6 de noviembre de 2022)

Similar al ciclo hidrológico de la Tierra, Titán presenta un ciclo de metano. [ 43 ] [ 44 ] Este ciclo de metano da como resultado formaciones superficiales que se asemejan a las que se encuentran en la Tierra. Se encuentran lagos de metano y etano en las regiones polares de Titán. El metano se condensa en nubes en la atmósfera y luego precipita sobre la superficie. Este metano líquido fluye entonces hacia los lagos. Parte del metano en los lagos se evaporará con el tiempo y formará nubes en la atmósfera nuevamente, reiniciando el proceso. Sin embargo, dado que el metano se pierde en la termosfera, debe haber una fuente de metano para reponer el metano atmosférico. [ 44 ] La energía del Sol debería haber convertido todos los rastros de metano en la atmósfera de Titán en hidrocarburos más complejos en 50 millones de años, un tiempo corto en comparación con la edad del Sistema Solar. Esto sugiere que el metano debe ser reabastecido de alguna manera por un reservorio en o dentro del propio Titán. La mayor parte del metano en Titán se encuentra en la atmósfera. El metano es transportado a través de la trampa fría en la tropopausa. [ 45 ] Por lo tanto, la circulación de metano en la atmósfera influye en el balance de radiación y la química de otras capas de la atmósfera. Si existe un reservorio de metano en Titán, el ciclo solo sería estable en escalas de tiempo geológicas. [ 3 ]

Gases orgánicos traza en la atmósfera de Titán: HNC ( izquierda) y HC₃N (derecha) .

La evidencia de que la atmósfera de Titán contiene más de mil veces más metano que monóxido de carbono parece descartar contribuciones significativas de impactos cometarios, ya que los cometas están compuestos de más monóxido de carbono que metano. Que Titán pudiera haber acumulado una atmósfera de la nebulosa saturniana primitiva en el momento de su formación también parece improbable; en tal caso, debería tener abundancias atmosféricas similares a las de la nebulosa solar, incluyendo hidrógeno y neón . [ 46 ] Muchos astrónomos han sugerido que el origen último del metano en la atmósfera de Titán es dentro del propio Titán, liberado a través de erupciones de criovolcanes . [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]

Otra posible fuente de reposición de metano en la atmósfera de Titán son los clatratos de metano . [ 50 ] Los clatratos son compuestos en los que una red de hielo rodea una partícula de gas, como una jaula. En este caso, el gas metano está rodeado por una jaula de cristal de agua. [ 51 ] Estos clatratos de metano podrían estar presentes debajo de la superficie helada de Titán, habiéndose formado mucho antes en la historia de Titán. [ 52 ] Mediante la disociación de los clatratos de metano, el metano podría liberarse a la atmósfera, reponiendo el suministro. [ 51 ] [ 50 ]

El 1 de diciembre de 2022, los astrónomos informaron haber observado nubes, probablemente compuestas de metano , moviéndose a través de Titán, utilizando el Telescopio Espacial James Webb . [ 53 ] [ 54 ]

Nubes polares, compuestas de metano , en Titán (izquierda) comparadas con nubes polares en la Tierra (derecha).

Cielos diurnos y crepusculares (amanecer/atardecer)

Modelos de brillo del cielo [ 55 ] de un día soleado en Titán. El Sol se ve poniéndose desde el mediodía hasta después del anochecer en 3 longitudes de onda: 5  μm, infrarrojo cercano (1-2  μm) y visible . Cada imagen muestra una versión "desplegada" del cielo vista desde la superficie de Titán. El lado izquierdo muestra el Sol, mientras que el lado derecho apunta en dirección opuesta al Sol. La parte superior e inferior de la imagen son el cenit y el horizonte respectivamente. El ángulo cenital solar representa el ángulo entre el Sol y el cenit (0°), donde 90° es cuando el Sol alcanza el horizonte.
Saturno poniéndose tras Titán.

Se espera que el brillo del cielo y las condiciones de observación sean bastante diferentes a las de la Tierra y Marte debido a la mayor distancia de Titán al Sol (~10 UA ) y a las complejas capas de neblina en su atmósfera. Los videos del modelo de brillo del cielo muestran cómo podría verse un día soleado típico desde la superficie de Titán, según modelos de transferencia radiativa . [ 55 ] 

Para los astronautas que ven con luz visible , el cielo diurno tiene un color naranja oscuro distintivo y parece uniforme en todas las direcciones debido a la importante dispersión de Mie de las numerosas capas de neblina a gran altitud. [ 55 ] Se calcula que el cielo diurno es entre 100 y 1000 veces más tenue que una tarde en la Tierra, [ 55 ] lo que es similar a las condiciones de visión de una densa niebla tóxica o humo de incendio . Se espera que las puestas de sol en Titán sean "eventos poco impresionantes", [ 55 ] donde el Sol desaparece aproximadamente a la mitad del cielo (~50° sobre el horizonte ) sin un cambio de color distintivo. Después de eso, el cielo se oscurecerá lentamente hasta que llegue la noche. Sin embargo, se espera que la superficie permanezca tan brillante como la Luna llena hasta 1 día terrestre después de la puesta de sol . [ 55 ]

En luz infrarroja cercana , las puestas de sol se asemejan a una puesta de sol marciana o a una puesta de sol en un desierto polvoriento. [ 55 ] La dispersión de Mie tiene una influencia más débil en longitudes de onda infrarrojas más largas, lo que permite condiciones de cielo más coloridas y variables. Durante el día, el Sol tiene una corona solar notable que cambia de color de blanco a "rojo" durante la tarde. [ 55 ] El brillo del cielo vespertino es ~100 veces más tenue que el de la Tierra. [ 55 ] A medida que se acerca la noche, se espera que el Sol desaparezca bastante cerca del horizonte. La profundidad óptica atmosférica de Titán es la más baja a 5 micras . [ 56 ] Por lo tanto, el Sol a 5 micras puede incluso ser visible cuando está por debajo del horizonte debido a la refracción atmosférica . De manera similar a las imágenes de puestas de sol marcianas de los rovers de Marte , se observa una corona en forma de abanico que se desarrolla sobre el Sol debido a la dispersión de la neblina o el polvo a grandes altitudes. [ 55 ]

En cuanto a Saturno , el planeta está casi fijo en su posición en el cielo porque la órbita de Titán está en rotación síncrona alrededor de Saturno. Sin embargo, hay un pequeño movimiento de 3° de este a oeste durante un año de Titán debido a la excentricidad orbital , [ 57 ] similar al analema en la Tierra. La luz solar reflejada por Saturno, el brillo de Saturno, es aproximadamente 1000 veces más débil que la insolación solar en la superficie de Titán. [ 57 ] Aunque Saturno parece varias veces más grande en el cielo que la Luna en el cielo terrestre, el contorno de Saturno está enmascarado por el Sol más brillante durante el día. Saturno puede hacerse discernible por la noche, pero solo en una longitud de onda de 5 micras. Esto se debe a dos factores: la pequeña profundidad óptica de la atmósfera de Titán a 5 micras [ 56 ] [ 58 ] y las fuertes emisiones de 5 μm del lado nocturno de Saturno. [ 59 ] En luz visible, Saturno hará que el cielo en el lado de Titán que mira hacia Saturno parezca ligeramente más brillante, similar a una noche nublada con luna llena en la Tierra. [ 55 ] [ 57 ] Los anillos de Saturno están ocultos a la vista debido a la alineación del plano orbital de Titán y el plano de los anillos. [ 57 ] Se espera que Saturno muestre fases, similares a las fases de Venus en la Tierra, que iluminan parcialmente la superficie de Titán por la noche, excepto durante los eclipses . [ 57 ]

Desde el espacio exterior , las imágenes de Cassini en longitudes de onda desde el infrarrojo cercano hasta el ultravioleta han mostrado que los períodos crepusculares ( ángulos de fase > 150°) son más brillantes que el día en Titán. [ 60 ] Esta observación no se ha observado en ningún otro cuerpo planetario con una atmósfera densa. [ 60 ] El crepúsculo titaniano que brilla más que el lado diurno se debe a una combinación de la atmósfera de Titán que se extiende cientos de kilómetros por encima de la superficie y la intensa dispersión de Mie hacia adelante de la neblina. [ 60 ] Los modelos de transferencia radiativa no han reproducido este efecto. [ 55 ]

Efecto anti-invernadero

La temperatura de Titán aumenta por encima de la temperatura de cuerpo negro debido a un fuerte efecto invernadero causado por la absorción infrarroja por la opacidad inducida por la presión de la atmósfera de Titán, pero el calentamiento por efecto invernadero se reduce en cierta medida por un efecto denominado por Pollack como efecto anti-invernadero , [ 61 ] [ 62 ] absorbiendo parte de la energía solar incidente antes de que pueda llegar a la superficie, lo que da lugar a temperaturas superficiales más frías que si el metano fuera menos abundante. El efecto invernadero aumenta la temperatura superficial en 21 K, mientras que el anti-invernadero elimina la mitad de este efecto, [ 62 ] reduciéndolo a un aumento de 12 K. [ 61 ]

evolución atmosférica

La persistencia de una atmósfera densa en Titán ha sido un enigma, ya que las atmósferas de sus satélites estructuralmente similares , Ganímedes y Calisto , son prácticamente inexistentes . Si bien esta diferencia aún no se comprende del todo, los datos de misiones recientes han proporcionado información básica sobre la evolución de la atmósfera de Titán.

Capas de la atmósfera, imagen de la nave espacial Cassini

En términos generales, a la distancia de Saturno , la insolación solar y el flujo del viento solar son suficientemente bajos como para que los elementos y compuestos que son volátiles en los planetas terrestres tiendan a acumularse en las tres fases . [ 63 ] La temperatura superficial de Titán también es bastante baja, alrededor de 94 K (−179 °C, –290 °F). [ 64 ] [ 65 ] En consecuencia, las fracciones de masa de sustancias que pueden convertirse en constituyentes atmosféricos son mucho mayores en Titán que en la Tierra . De hecho, las interpretaciones actuales sugieren que solo alrededor del 50 % de la masa de Titán son silicatos , [ 66 ] y el resto consiste principalmente en varios hielos de H 2 O ( agua ) y NH 3 ·H 2 O ( hidratos de amoníaco ). El NH 3 , que puede ser la fuente original del N 2 ( dinitrógeno ) atmosférico de Titán, puede constituir hasta el 8 % de la masa de NH 3 ·H 2 O. Es muy probable que Titán esté diferenciado en capas, donde la capa de agua líquida debajo del hielo I h ​​puede ser rica en NH 3 .   

Imagen en color real de las capas de neblina en la atmósfera de Titán.
La atmósfera de Titán, iluminada desde atrás por el Sol, con los anillos de Saturno al fondo. Una capa exterior de neblina se fusiona en la parte superior con la capa polar norte.
El hemisferio invernal de Titán (arriba) es ligeramente más oscuro en luz visible debido a la bruma de gran altitud.

Se dispone de restricciones tentativas, y la pérdida actual se debe principalmente a la baja gravedad [ 67 ] y al viento solar [ 68 ] ayudado por la fotólisis . La pérdida de la atmósfera temprana de Titán se puede estimar con la relación isotópica 14N – 15N , porque el 14N más ligero se pierde preferentemente de la atmósfera superior bajo fotólisis y calentamiento. Debido a que la relación 14N – 15N original de Titán está mal restringida, la atmósfera temprana puede haber tenido más N2 por factores que van de 1,5 a 100 con certeza solo en el factor más bajo. [ 67 ] Debido a que el N2 es el componente principal (98%) de la atmósfera de Titán, [ 69 ] la relación isotópica sugiere que gran parte de la atmósfera se ha perdido a lo largo del tiempo geológico . Sin embargo, la presión atmosférica en su superficie sigue siendo casi 1,5 veces la de la Tierra, ya que comenzó con un presupuesto de volátiles proporcionalmente mayor que la Tierra o Marte . [ 65 ] Es posible que la mayor parte de la pérdida atmosférica haya ocurrido dentro de los 50 millones de años posteriores a la acreción , debido a un escape altamente energético de átomos ligeros que arrastraron una gran porción de la atmósfera ( escape hidrodinámico ). [ 68 ] Tal evento podría haber sido impulsado por los efectos de calentamiento y fotólisis de la mayor emisión de fotones de rayos X y ultravioleta (XUV) del Sol primitivo. 

Debido a que Calisto y Ganímedes son estructuralmente similares a Titán, no está claro por qué sus atmósferas son insignificantes en relación con la de Titán. Sin embargo, el origen del N₂ de Titán a través de la fotólisis geológicamente antigua del NH₃ acrecionado y desgasificado , en lugar de la desgasificación de N₂ de los clatratos de acreción , puede ser la clave para una inferencia correcta. Si el N₂ se hubiera liberado de los clatratos, el ³⁶Ar y el ³⁸Ar , que son isótopos primordiales inertes del Sistema Solar, también deberían estar presentes en la atmósfera, pero ninguno de los dos se ha detectado en cantidades significativas. [ 70 ] La concentración insignificante de ³⁶Ar y ³⁸Ar también indica que la temperatura de ~40 K necesaria para atraparlos a ellos y al N₂ en los clatratos no existía en la subnebulosa de Saturno . En cambio, la temperatura puede haber sido superior a 75 K, limitando incluso la acumulación de NH₃ como hidratos . [ 71 ] Las temperaturas habrían sido aún más altas en la subnebulosa joviana debido a la mayor liberación de energía potencial gravitatoria , masa y proximidad al Sol, lo que redujo considerablemente el inventario de NH 3 acumulado por Calisto y Ganímedes. Las atmósferas de N 2 resultantes podrían haber sido demasiado delgadas para sobrevivir a los efectos de la erosión atmosférica que Titán ha soportado. [ 71 ]  

Una explicación alternativa es que los impactos cometarios liberan más energía en Calisto y Ganímedes que en Titán debido al mayor campo gravitatorio de Júpiter . Esto podría erosionar las atmósferas de Calisto y Ganímedes, mientras que el material cometario en realidad construiría la atmósfera de Titán. Sin embargo, la relación 2 H– 1 H (es decir D–H) de la atmósfera de Titán es(2,3 ± 0,5) × 10 −4 , [ 70 ] casi 1,5 veces menor que la de los cometas . [ 69 ] La diferencia sugiere que es improbable que el material cometario sea el principal contribuyente a la atmósfera de Titán. [ 3 ] [ 72 ] La atmósfera de Titán también contiene más de mil veces más metano que monóxido de carbono , lo que apoya la idea de que el material cometario no es un contribuyente probable, ya que los cometas están compuestos de más monóxido de carbono que metano.

Titán: se detectaron tres tormentas de polvo en 2009-2010. [ 73 ]

Véase también

Referencias

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