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Partículas de rayo cósmico alteran composición de atmósfera de Titán

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Cocinar en plena tormenta de arena puede ser una pésima idea: las partículas de arena pueden
contaminar la preparación y echar a perder el sabor de la comida.
En el espacio sucede algo similar, cuando las moléculas en plena “preparación” se ven contaminadas por partículas externas. Gracias a ALMA, un equipo de astrónomos encontró indicios de este fenómeno en la atmósfera de Titán, el satélite más grande del planeta Saturno.
Titán es una gran luna, mucho más grande que la nuestra, e incluso más grande que el planeta Mercurio. Pero a diferencia de la luna y Mercurio, Titán tiene una espesa atmósfera llena de gas de nitrógeno.
En la atmósfera de Titán, los átomos de nitrógeno se combinan con otros átomos para formar moléculas más grandes, como cuando un cocinero combina distintos ingredientes para preparar una comida.
Sin embargo, hay dos tipos de átomo de nitrógeno en la naturaleza: el nitrógeno “normal” y el nitrógeno “pesado”. En consecuencia, hay dos tipos de moléculas que contienen nitrógeno.
Los astrónomos ya sabían que la radiación solar ultravioleta puede incidir en las proporciones de nitrógeno normal y pesado en la atmósfera. Sin embargo, esta radiación solo afecta a las moléculas con contenido de nitrógeno presentes en la capa superior de la atmósfera de Titán.
Ahora, tres astrónomos japoneses encontraron indicios de un efecto similar a un nivel mucho más profundo, tras estudiar las moléculas de acetonitrilo, compuestas por tres átomos de hidrógeno, dos de carbono y uno de nitrógeno. No obstante, estas moléculas con nitrógeno pesado son mucho más escasas de lo que se creía.
A esa profundidad ya no se puede culpar a los rayos solares ultravioletas de ello. Por eso, los astrónomos creen que las moléculas que contienen nitrógeno pesado son destruidas por rayos cósmicos provenientes del espacio. Los rayos cósmicos con partículas que se desplazan a gran velocidad y penetran en la atmósfera.
Los modelos informáticos que simulan los efectos de los rayos cósmicos en las moléculas con contenido de nitrógeno explican con mucha claridad los resultados obtenidos.
Es un poco como cocinar en medio de una tormenta de arena: las moléculas que son “cocinadas” en la atmósfera de Titán son un poco diferentes debido al efecto de las partículas provenientes de afuera.
Estos nuevos resultados podrían ayudar a los astrónomos a entender mejor los efectos de los rayos cósmicos en las reacciones químicas que se producen en la atmósfera, y no solo en la de Titán, sino también de otros planetas.
En cuanto a la Tierra, las partículas de rayos cósmicos no afectan mucho a la atmósfera, pues está protegida por el campo magnético de la Tierra.

¿Qué se observó?

Titán es la luna más grande de Saturno, el planeta gigante famoso por su hermoso sistema de anillos. Titán fue descubierta en 1655 por el astrónomo neerlandés Christiaan Huygens. En el siglo XX, otro astrónomo neerlandés, Gerard Kuiper, descubrió que Titán tenía una espesa atmósfera. Las primeras fotografías nítidas de Titán fueron tomadas en 1980 por la sonda Voyager 1 de la NASA. Entre 2004 y 2017, Titán fue estudiada en detalle por la sonda Cassini, también de la NASA. La sonda europea Huygens (llamada así en homenaje al astrónomo que descubrió Titán) incluso posó en su superficie.
Las observaciones de ALMA ahora revelaron detalles sobre las moléculas que contienen nitrógeno presentes en la densa y opaca atmósfera de Titán.

¿Quiénes observaron?

La composición exacta de las moléculas de acetonitrilo presentes en la atmósfera de Titán fue determinada por los astrónomos japoneses Takahiro Iino, de la Universidad de Tokio, Hideo Sagawa, de la Universidad Kyoto Sangyo, y Takashi Tsukagoshi, del Observatorio Astronómico Nacional de Japón. Takahiro, Hideo y Takashi no tuvieron que realizar nuevas observaciones, sino que estudiaron mediciones hechas anteriormente y almacenadas en el archivo de ALMA. Al analizar estos datos, descubrieron concentraciones inesperadamente bajas de moléculas de acetonitrilo que contienen átomos de nitrógeno pesado. Los astrónomos publicaron sus hallazgos en la revista The Astrophysical Journal.

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