Un nuevo estudio de datos de radar de la misión Cassini-Huygens a Saturno arroja nueva luz sobre la composición y actividad de los mares de hidrocarburos líquidos cerca del polo norte de Titán, la mayor de las 146 lunas conocidas de Saturno.
Utilizando datos de varios experimentos de radar biestático, un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Cornell pudo analizar y estimar por separado la composición y la superficie de las superficies marinas de Titán, algo que los análisis anteriores de datos de radar monoestático no habían logrado. Esto ayudará a allanar el camino para futuros estudios combinados de la naturaleza de los mares de Titán utilizando datos de Cassini.
Valerio Poggiali, becario postdoctoral de la Universidad de Cornell, es el autor principal del artículo publicado el 16 de julio en la revista Nature Communications.
Un experimento de radar biestático implica apuntar un haz de radio desde una nave espacial a un objetivo (en este caso, Titán) donde se refleja hacia una antena receptora en la Tierra. Esta reflexión de la superficie está polarizada, lo que significa que proporciona información recopilada desde dos puntos independientes, a diferencia de la que proporcionan los datos del radar monoestático, donde la señal reflejada se devuelve a la nave espacial.
“La principal diferencia es que la información biestática es un conjunto de datos más completo y es sensible tanto a la composición de la superficie reflectante como a las propiedades de la superficie”, explicó Poggiali.
El trabajo actual utilizó cuatro observaciones de radar biestático recopiladas por Cassini durante cuatro sobrevuelos en 2014, el 17 de mayo, 18 de junio, 24 de octubre y en 2016, el 14 de noviembre. Para cada uno, se observaron reflejos en la superficie a medida que la nave espacial se acercaba a Titán y nuevamente a medida que se alejaba. El equipo analizó los datos de salida de los tres principales mares polares de Titán: Kraken Mare, Ligeia Mare y Punga Mare.
Su análisis reveló diferencias en la composición de las capas superficiales de los mares de hidrocarburos según la latitud y la ubicación (por ejemplo, cerca de ríos y estuarios). En particular, la parte más meridional del Mar Kraken muestra la constante dieléctrica más alta, una medida de la capacidad de un material para reflejar una señal de radio. Por ejemplo, el agua de la Tierra es muy reflectante, con una constante dieléctrica de aproximadamente 80; los mares de etano y metano de Titán tienen una constante dieléctrica de aproximadamente 1,7.
Los investigadores también determinaron que los tres mares estaban mayoritariamente en calma durante los pasajes, con olas en la superficie de no más de 3,3 mm. Se encontraron niveles de ondulaciones ligeramente más altos (hasta 5,2 mm) cerca de las zonas costeras, estuarios y estrechos entre cuencas, lo que puede ser un signo de corrientes de marea.
“También tenemos indicios de que los ríos que alimentan los mares son metano puro hasta que desembocan en mares líquidos abiertos que son más ricos en etano. Es como en la Tierra, cuando los ríos de agua dulce fluyen hacia el agua salada de los océanos y se mezclan con ella”, dijo Poggiali.
“Esto encaja muy bien con los modelos meteorológicos de Titán, que predicen que la precipitación probablemente sea metano casi puro, pero con trazas de etano y otros hidrocarburos”, dijo el coautor y profesor de astronomía Philip Nicholson.
Poggiali añadió que ya se están realizando trabajos adicionales sobre los datos que Cassini recopiló durante sus 13 años de estudio de Titán. “Todavía hay una gran cantidad de datos que esperan ser analizados completamente de manera que produzcan más descubrimientos. Este es sólo el primer paso”, afirmó.
Este nuevo análisis de datos de la misión Cassini-Huygens proporciona una imagen más detallada de los mares de hidrocarburos líquidos de Titán y sus propiedades. El uso de radares biestáticos permitió medir por separado la composición y las “olas” de la superficie del mar, algo que antes no había sido posible utilizando radares monoestáticos. Esto abre nuevas posibilidades para la futura exploración de Titán y sus mares.