El cambio de estaciones en Titán está creando nuevos patrones de nubes en el polo sur del satélite más grande de Saturno. Esta imagen tomada por el orbitador Cassini de la NASA muestra un vórtice sobre el polo sur en color natural. Nubes de hielo más recientes, visibles solamente en luz infrarroja, también se han formado sobre este polo. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/GSFC
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Una nube de hielo que está tomando forma sobre el polo sur de Titán está indicando el cambio de estaciones y está desencadenando una cascada de cambios radicales en la atmósfera del satélite más grande de Saturno. Hecha de un hielo desconocido, este tipo de nube se ha posado por mucho tiempo sobre el polo norte de Titán, donde ahora se está desvaneciendo, de acuerdo a las observaciones hechas por el Espectrómetro Compuesto Infrarrojo (CIRS) a bordo del orbitador Cassini.



“Asociamos este particular tipo de nube de hielo con el clima invernal en Titán, y esta es la primera ocasión que la hemos detectado fuera del polo norte,” dijo Donald E. Jennings, autor principal del estudio e investigador en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.



La nube de hielo del sur, que se muestra en la parte del infrarrojo lejano del espectro de luz, es evidencia de que un importante patrón global de circulación de aire en Titán ha invertido su dirección. Cuando el Cassini observó por primera vez el patrón de circulación, había aire caliente proveniente del hemisferio sur que se elevaba a lo alto en la atmósfera y fue transportado hacia el gélido polo norte. Ahí, el aire se enfrió y se hundió hacia capas bajas de la atmósfera, donde se formaron nubes de hielo. Un patrón similar, llamado célula de Hadley, acarrea aire cálido y húmedo de los trópicos de la Tierra hacia latitudes medias más frías.

Basado en modelos, los científicos han pronosticado hace tiempo una inversión en esta circulación una vez que el polo norte de Titán se comienza a calentar y su polo sur a enfriar. La transición oficial de invierno a primavera en el polo norte de Titán ocurrió en agosto de 2009. Pero debido a que cada una de las estaciones de esta luna dura alrededor de siete años y medio, los investigadores aún no conocen con exactitud cuándo ocurrirá esta inversión.



Las primeras señales de la inversión se mostraron en datos adquiridos a inicios de 2012, lo cual ocurrió poco tiempo después del inicio del otoño austral en Titán, cuando las imágenes del Cassini y los datos de mapeo infrarrojo del espectrómetro revelaron la presencia de una “capucha de neblina” y un vórtice polar arremolinado en el polo sur. Ambas características han sido asociadas por mucho tiempo con el gélido polo norte. Más tarde, los científicos del Cassini reportaron que las observaciones en infrarrojo de los vientos y temperaturas de Titán realizados por CIRS han proporcionado evidencias concluyentes de aire descendente, en lugar de aire ascendente, en el polo sur. Al revisar los datos, el equipo redujo a seis meses la duración del cambio en la circulación correspondiente al equinoccio de 2009.



A pesar de la reciente actividad en el polo sur, la nube de hielo austral aún no aparece. CIRS no la detectó hasta mediados de julio de 2012, pocos meses después de que la neblina y el vórtice fueron observados en el sur, de acuerdo al estudio publicado en la revista Astrophysical Journal Letters en diciembre de 2012.



“Este retraso tiene sentido, porque en primer lugar el nuevo patrón en la circulación tiene que llevar una enorme cantidad de gases hacia el polo sur. Después el aire tiene que descender. El hielo debe condensarse. Y el polo tiene que estar bajo suficiente sombra para proteger el vapor que se condensa para forma ese hielo,” dijo Carrie Anderson, miembro del equipo CIRS y científico participante del Cassini en Goddard de la NASA.



A primera vista, la nube de hielo austral parece estarse formando con rapidez. La nube de hielo del norte, por su parte, estaba presente cuando el Cassini arribó por primera vez y se ha ido desvaneciendo lentamente todo este tiempo que el orbitador le ha estado observando.



Hasta ahora, la identidad del hielo presente en estas nubes ha eludido a los científicos, aunque se han descartado químicos simples, tales como el metano, etano y cianuro, que son comúnmente relacionados con Titán.



Una posibilidad es que “especie X”, como algunos miembros del equipo llaman al hielo, podría ser una mezcla de compuestos orgánicos.

“Lo que está ocurriendo en los polos de Titán tiene cierta analogía con la Tierra y con los agujeros de la capa de ozono,” dijo F. Michael Flasar, investigador principal de CIRS en Goddard. “Y en la Tierra, el hielo en las nubes polares altas no son sólo cuestión de apariencia: juegan un papel en la liberación del cloro que destruye el ozono. Aún se desconoce cómo afecta esto la química en Titán. Por lo tanto es importante aprender lo más que podamos acerca de este fenómeno, dondequiera que lo encontremos.”