Titán

**Titán** (o **Saturno VI**) es la luna más grande de Saturno. Es el único satélite natural que se sabe que tiene una atmósfera densa, y el único objeto aparte de la Tierra para el que se ha encontrado una clara evidencia de cuerpos estables de líquido superficial.

Titán es la sexta luna elipsoidal de Saturno. Con frecuencia descrito como una luna similar a un planeta, Titán tiene un diámetro aproximadamente un 50% más grande que la luna de la Tierra y es un 80% más masivo. Es la segunda luna más grande del Sistema Solar, después de la luna de Júpiter, Ganimedes, y es más grande en volumen que el planeta más pequeño, Mercurio, aunque solo tiene un 41% de masa. Titán fue la primera luna conocida de Saturno, descubierta en 1655 por el astrónomo holandés Christiaan Huygens, y fue la quinta luna de un planeta en ser descubierta aparte de la Tierra.

Titán se compone principalmente de hielo de agua y material rocoso. Al igual que con Venus antes de la era espacial, la atmósfera densa y opaca impidió comprender la superficie de Titán hasta que se acumuló nueva información con la llegada de la misión *Cassini-Huygens* en 2004, incluido el descubrimiento de lagos de hidrocarburos líquidos en las regiones polares del satélite. La superficie es geológicamente joven; aunque se han descubierto montañas y varios posibles criovolcanes, es suave y se han encontrado pocos cráteres de impacto.

La atmósfera de Titán está compuesta principalmente de nitrógeno; componentes menores conducen a la formación de nubes de metano y etano y smog orgánico rico en nitrógeno. El clima, incluidos el viento y la lluvia, crea características superficiales similares a las de la Tierra, como dunas, ríos, lagos y mares (probablemente de metano líquido y etano) y deltas, y está dominado por patrones climáticos estacionales como en la Tierra. Con sus líquidos (tanto en la superficie como en el subsuelo) y una atmósfera robusta de nitrógeno, el ciclo del metano de Titán se considera un análogo al ciclo del agua de la Tierra, aunque a una temperatura mucho más baja.

Se cree que el satélite es un posible anfitrión de vida microbiana extraterrestre o, al menos, como un entorno prebiótico rico en química orgánica compleja con un posible océano líquido subsuperficial que actúa como entorno biótico.

## Descubrimiento y nombre

Titán fue descubierto el 25 de marzo de 1655 por el astrónomo y físico holandés Christiaan Huygens . Huygens se inspiró en el descubrimiento de Galileo de las cuatro lunas más grandes de Júpiter en 1610 y sus mejoras en la tecnología de los telescopios.  Christiaan, con la ayuda de su hermano Constantijn Huygens, Jr., comenzó a construir telescopios alrededor de 1650. Christiaan Huygens descubrió esta primera luna observada orbitando Saturno con el primer telescopio que construyeron.

Lo llamó simplemente *Saturni Moon* (o *Luna Saturni*, en latín para "la luna de Saturno"), y publicó en 1655 el tratado *De Saturni Luna Observatio Nova* . Después de que Giovanni Domenico Cassini publicara sus descubrimientos de cuatro lunas más de Saturno entre 1673 y 1686, los astrónomos se acostumbraron a referirse a éstas y a Titán como Saturno VI (con Titán en cuarta posición). Otros epítetos tempranos de Titán incluyen "satélite ordinario de Saturno".  Titán tiene el número oficial de **Saturno VI.**porque después de los descubrimientos de 1789 el esquema de numeración fue congelado para evitar causar más confusión (Titán llevaba los números II y IV así como VI). Desde entonces se han descubierto numerosas lunas pequeñas más cerca de Saturno.

El nombre *Titán*, y los nombres de los siete satélites de Saturno conocidos entonces, provienen de John Herschel (hijo de William Herschel, descubridor de Mimas y Encelado) en su publicación de 1847 *Resultados de observaciones astronómicas realizadas en el Cabo de Buena Esperanza*. Sugirió los nombres de los titanes mitológicos, hermanas y hermanos de Cronos, el Saturno griego. En la mitología griega, los Titanes eran una raza de poderosas deidades, descendientes de Gaia y Urano, que gobernaron durante la legendaria edad de oro.

## Órbita y rotación

Titán orbita Saturno una vez cada 15 días y 22 horas. Como muchos de los otros satélites de los gigantes gaseosos y la Luna de la Tierra, su período de rotación es idéntico a su período orbital; Por lo tanto, Titán está bloqueado por mareas en rotación sincrónica con Saturno, y siempre muestra una cara al planeta. Debido a esto, hay un punto sub-saturniano en su superficie, desde el cual el planeta parecería colgar directamente sobre su cabeza. Las longitudes en Titán se miden hacia el oeste desde el meridiano que pasa por este punto.  Su excentricidad orbital es 0.0288, y el plano orbital está inclinado 0.348 grados con respecto al ecuador de Saturno. Vista desde la Tierra, la luna alcanza una distancia angular de unos 20 radios de Saturno (poco más de 1,2 millones de km) de Saturno y subtiende un disco de 0,8 segundos de arco de diámetro.

El pequeño satélite Hiperión de forma irregular está bloqueado en una resonancia orbital de 3: 4 con Titán. Una evolución "lenta y suave" de la resonancia, en la que Hiperión habría migrado desde una órbita caótica, se considera poco probable, según los modelos. Hiperión probablemente se formó en una isla orbital estable, mientras que el enorme Titán absorbía o expulsaba cuerpos que se acercaban mucho.

## Características a granel

Titán tiene 5.150 km de ancho, en comparación con 4.879 km del planeta Mercurio, 3.474 km de la Luna de la Tierra y 12.742 km de la Tierra. Antes de la llegada de la *Voyager 1* en 1980, se pensaba que Titán era un poco más grande que Ganímedes (diámetro 5.262 km) y, por tanto, la luna más grande del Sistema Solar; esta fue una sobreestimación causada por la atmósfera densa y opaca de Titán, que se extiende muchos kilómetros por encima de su superficie y aumenta su diámetro aparente.  El diámetro y la masa de Titán (y por lo tanto su densidad) son similares a los de las lunas jovianas Ganimedes y Calisto.  Basado en su densidad aparente de 1,88 g/cm3 La composición a granel de Titán es mitad agua helada y mitad material rocoso. Aunque es similar en composición a Dione y Encelado, es más denso debido a la compresión gravitacional.

Es probable que Titán esté diferenciado en varias capas con un centro rocoso de 3.400 km rodeado por varias capas compuestas de diferentes formas cristalinas de hielo.  Su interior puede estar todavía caliente y puede haber una capa líquida que consiste en un "magma" compuesto de agua y amoníaco entre el hielo I h corteza y capas de hielo más profundos hechos de formas de alta presión de hielo. La presencia de amoníaco permite que el agua permanezca líquida incluso a temperaturas tan bajas como 69ºC (para una mezcla eutéctica con agua).  La sonda *Cassini* ha descubierto recientemente evidencia de tal océano en forma de ondas naturales de frecuencia extremadamente baja. (ELF) ondas de radio en la atmósfera de Titán. Se cree que la superficie de Titán es un pobre reflector de las ondas ELF, por lo que es posible que se estén reflejando en el límite de líquido-hielo de un océano subsuperficial.  La *nave* espacial *Cassini* observó que las características de la superficie se desplazaban sistemáticamente hasta 30 km entre octubre de 2005 y mayo de 2007, lo que sugiere que la corteza está desacoplada del interior y proporciona evidencia adicional de una capa líquida interior.

Un estudio de principios de 2000 realizado por el Instituto DLR de Investigación Planetaria en Berlín-Adlershof colocó a Titán en un grupo de "grandes satélites helados" junto con las lunas galileanas Calisto y Ganimedes.

## Formación

Se cree que las lunas de Júpiter y Saturno se formaron por co-acreción, un proceso similar al que se cree que formó los planetas del Sistema Solar. A medida que se formaban los jóvenes gigantes gaseosos, estaban rodeados de discos de material que gradualmente se fusionaron en lunas. Sin embargo, mientras que Júpiter posee cuatro grandes satélites en órbitas planetarias muy regulares, Titán domina de manera abrumadora el sistema de Saturno y posee una alta excentricidad orbital que no se explica inmediatamente por la coacreción solamente. Un modelo propuesto para la formación de Titán es que el sistema de Saturno comenzó con un grupo de lunas similares a los satélites galileanos de Júpiter, pero que fueron interrumpidos por una serie de impactos gigantes, que luego formarían Titán. Las lunas medianas de Saturno, Japeto y Rea, se formaron a partir de los escombros de estas colisiones. Un comienzo tan violento también explicaría la excentricidad orbital de Titán.

## Atmósfera

Titán es la única luna conocida con más de un rastro de atmósfera y es la única atmósfera densa y rica en nitrógeno en el Sistema Solar, aparte de la Tierra. Las observaciones de la atmósfera, realizadas en 2004 por *Cassini* , sugieren que Titán es un "súper rotador", como Venus, con una atmósfera que gira mucho más rápido que su superficie.  observaciones de las *sondas* espaciales *Voyager* han demostrado que la atmósfera de Titanian es más densa que la de la Tierra, con una presión en la superficie de aproximadamente 1,45 veces la de la Tierra. La atmósfera de Titán es aproximadamente 1,19 veces más masiva que la de la Tierra en general, o aproximadamente 7.3 veces más masivo por área de superficie. Admite capas de neblina opacas que bloquean la mayor parte de la luz visible del Sol y otras fuentes y oscurecen las características de la superficie de Titán.  La menor gravedad de Titán significa que su atmósfera es mucho más extensa que la de la Tierra.  La atmósfera de Titán es opaca en muchas longitudes de onda y es imposible adquirir un espectro de reflectancia completo de la superficie desde la órbita.  No fue hasta la llegada de la misión *Cassini-Huygens* en 2004 que se obtuvieron las primeras imágenes directas de la superficie de Titán.

La composición atmosférica en la estratosfera es 98,4% de nitrógeno y el 1,6% restante se compone principalmente de metano (1,4%) e hidrógeno (0,1-0,2%).  Hay trazas de otros hidrocarburos , como etano, diacetileno , metilacetileno , acetileno y propano , y de otros gases, como cianoacetileno , cianuro de hidrógeno , dióxido de carbono, monóxido de carbono , cianógeno , argón y helio . Se cree que los hidrocarburos se forman en la atmósfera superior de Titán en reacciones resultantes de la ruptura del metano por la luz ultravioleta del Sol , produciendo un espeso smog anaranjado.  Titán pasa el 95% de su tiempo dentro de la magnetosfera de Saturno, lo que puede ayudar a proteger a Titán del viento solar.

## Clima

La temperatura de la superficie de Titán es de aproximadamente 94 K (−179 ° C o −290 ° F). A esta temperatura, el hielo de agua tiene una presión de vapor extremadamente baja, por lo que la atmósfera está casi libre de vapor de agua. La neblina en la atmósfera de Titán contribuye al efecto anti-invernadero de la luna al reflejar la luz solar de regreso al espacio, haciendo que su superficie sea significativamente más fría que su atmósfera superior.  La luna recibe aproximadamente el 1% de la cantidad de luz solar que recibe la Tierra.  Las nubes de Titán, probablemente compuestas de metano, etano u otros compuestos orgánicos simples, están dispersas y son variables, puntuando la neblina general.  Este metano atmosférico crea a la inversa un efecto invernadero.en la superficie de Titán, sin la cual Titán sería mucho más frío.  Los hallazgos de la sonda *Huygens* indican que la atmósfera de Titán llueve periódicamente metano líquido y otros compuestos orgánicos sobre la superficie de la luna.

Las nubes cubren típicamente el 1% del disco de Titán, aunque se han observado eventos de explosión en los que la capa de nubes se expande rápidamente hasta un 8%. Una hipótesis afirma que las nubes del sur se forman cuando los niveles elevados de luz solar durante el verano titánico generan una elevación en la atmósfera, lo que resulta en convección . Esta explicación se complica por el hecho de que se ha observado la formación de nubes no solo después del solsticio de verano, sino también a mediados de la primavera. El aumento de la humedad del metano en el polo sur posiblemente contribuya al rápido aumento del tamaño de las nubes.  Fue verano en el hemisferio sur de Titán hasta 2010, cuando la órbita de Saturno, que gobierna el movimiento de la luna, movió el hemisferio norte de Titán hacia la luz del sol. Cuando cambien las estaciones, se espera que el etano comience a condensarse sobre el polo sur.

## Características de la superficie

La superficie de Titán ha sido descrita como "compleja, procesada por fluidos y geológicamente joven". Titán ha existido desde la formación del Sistema Solar, pero su superficie es mucho más joven, entre 100 millones y 1000 millones de años. Los procesos geológicos pueden haber remodelado la superficie de Titán.  La atmósfera de Titán es dos veces más gruesa que la de la Tierra, lo que dificulta que los instrumentos astronómicos obtengan imágenes de su superficie en el espectro de luz visible.  La *nave* espacial *Cassini* está utilizando instrumentos infrarrojos, altimetría de radar y radar de apertura sintética.Imágenes (SAR) para mapear partes de Titán durante sus sobrevuelos cercanos a la luna. Las primeras imágenes revelaron una geología diversa, con áreas rugosas y lisas. Hay características que parecen de origen volcánico , que probablemente arrojan agua mezclada con amoníaco. También hay elementos rayados, algunos de ellos de cientos de kilómetros de longitud, que parecen ser causados ​​por partículas arrastradas por el viento. El examen también ha demostrado que la superficie es relativamente lisa; los pocos objetos que parecen ser cráteres de impacto parecen haber sido rellenados, quizás por la lluvia de hidrocarburos o volcanes. La altimetría del radar sugiere que la variación de altura es baja, por lo general no más de 150 metros. Se han descubierto cambios de elevación ocasionales de 500 metros y Titán tiene montañas que a veces alcanzan varios cientos de metros hasta más de 1 kilómetro de altura.

La superficie de Titán está marcada por amplias regiones de terreno brillante y oscuro. Estos incluyen Xanadu, un área ecuatorial grande y reflectante del tamaño de Australia. Fue identificado por primera vez en imágenes infrarrojas del Telescopio Espacial Hubble en 1994, y luego visto por la *nave* espacial *Cassini* . La enrevesada región está llena de colinas y cortada por valles y abismos.  Está atravesado en algunos lugares por lineamientos oscuros, rasgos topográficos sinuosos que se asemejan a crestas o hendiduras. Estos pueden representar tectónicaactividad, lo que indicaría que Xanadu es geológicamente joven. Alternativamente, los lineamientos pueden ser canales formados por líquido, lo que sugiere un terreno antiguo que ha sido atravesado por sistemas de arroyos.  Hay áreas oscuras de tamaño similar en otras partes de la Luna, observadas desde el suelo y por *Cassini* ; Se había especulado que se trataba de mares de metano o etano, pero las observaciones de *Cassini* parecen indicar lo contrario (ver más abajo).

### Líquidos

La posibilidad de mares de hidrocarburos en Titán se sugirió por primera vez con base en los datos de las *Voyager 1* y *2* que mostraban que Titán tenía una atmósfera espesa de aproximadamente la temperatura y composición correctas para soportarlos, pero no se obtuvieron pruebas directas hasta 1995, cuando los datos del Hubble y otros Las observaciones sugirieron la existencia de metano líquido en Titán, ya sea en bolsillos desconectados o en la escala de océanos satelitales, similar al agua en la Tierra.

La misión *Cassini* confirmó la hipótesis anterior, aunque no de inmediato. Cuando la sonda llegó al sistema de Saturno en 2004, se esperaba que los lagos u océanos de hidrocarburos pudieran ser detectables por la luz solar reflejada en la superficie de cualquier cuerpo líquido, pero inicialmente no se observaron reflejos especulares .  Cerca del polo sur de Titán, se identificó una enigmática característica oscura llamada Ontario Lacus  (y luego se confirmó que era un lago).  También se identificó una posible línea costera cerca del polo mediante imágenes de radar.  Tras un sobrevuelo el 22 de julio de 2006, en el que la *Cassini*El radar de la nave espacial tomó imágenes de las latitudes del norte (que eran entonces en invierno), se vieron una serie de parches grandes, lisos (y por lo tanto oscuros para el radar) salpicando la superficie cerca del polo.  Con base en las observaciones, los científicos anunciaron "evidencia definitiva de lagos llenos de metano en Titán, la luna de Saturno" en enero de 2007.  El equipo de *Cassini-Huygens* concluyó que las características fotografiadas son casi con certeza las más buscadas lagos de hidrocarburos, los primeros cuerpos estables de líquido superficial que se encuentran fuera de la Tierra. Algunos parecen tener canales asociados con líquido y se encuentran en depresiones topográficas. Las características de erosión líquida parecen ser una ocurrencia muy reciente: los canales en algunas regiones han creado sorprendentemente poca erosión, lo que sugiere que la erosión en Titán es extremadamente lenta, o algunos otros fenómenos recientes pueden haber destruido lechos de ríos y accidentes geográficos más antiguos.  En general, las observaciones del radar de Cassini han demostrado que los lagos cubren solo un pequeño porcentaje de la superficie, lo que hace que Titán sea mucho más seco que la Tierra.  Aunque la mayoría de los lagos se concentran cerca de los polos (donde la relativa falta de luz solar evita la evaporación), también se han descubierto varios lagos de hidrocarburos de larga data en las regiones desérticas ecuatoriales, incluido uno cerca del lugar de aterrizaje de Huygens en la región de Shangri-La, que es aproximadamente la mitad del tamaño del Gran Lago Salado de Utah. Los lagos ecuatoriales son probablemente " oasis ", es decir, el proveedor probable son los acuíferos subterráneos.

En junio de 2008, el espectrómetro de mapeo visual e infrarrojo de *Cassini* confirmó la presencia de etano líquido sin lugar a dudas en Ontario Lacus.  El 21 de diciembre de 2008, *Cassini* pasó directamente sobre Ontario Lacus y observó una reflexión especular en el radar. La fuerza de la reflexión saturó el receptor de la sonda, lo que indica que el nivel del lago no varió en más de 3 mm (lo que implica que los vientos en la superficie fueron mínimos o que el fluido de hidrocarburos del lago es viscoso).

Los reflejos especulares son indicativos de una superficie lisa, similar a un espejo, por lo que la observación corroboró la inferencia de la presencia de un gran cuerpo líquido extraído de imágenes de radar. La observación se realizó poco después de que la región del polo norte emergiera de 15 años de oscuridad invernal.

El 8 de julio de 2009, *el* VIMS *de Cassini* observó un reflejo especular indicativo de una superficie lisa, similar a un espejo, en lo que hoy se llama Jingpo Lacus , un lago en la región del polo norte poco después de que el área emergiera de 15 años de oscuridad invernal.

Las mediciones de radar realizadas en julio de 2009 y enero de 2010 indican que Ontario Lacus es extremadamente poco profundo, con una profundidad promedio de 0,4 a 3,2 my una profundidad máxima de 2,9 a 7,4 m.  En contraste, Ligeia Mare del hemisferio norte tiene profundidades superiores a 8 m, el máximo medible por el instrumento de radar.

Durante un sobrevuelo el 26 de septiembre de 2012, *el* radar de *Cassini* detectó en la región polar norte de Titán lo que probablemente sea un río con una longitud de más de 400 kilómetros. Se ha comparado con el río Nilo, mucho más grande de la Tierra. Esta característica termina en Ligeia Mare.

Durante seis sobrevuelos de Titán de 2006 a 2011, Cassini recopiló datos de navegación óptica y seguimiento radiométrico de los cuales los investigadores pudieron inferir aproximadamente la forma cambiante de la luna. La densidad de Titán es consistente con un cuerpo que es aproximadamente 60% roca y 40% agua. Los análisis del equipo sugieren que la superficie de la luna puede subir y bajar hasta 10 metros durante cada órbita. Ese grado de deformación sugiere que el interior de Titán es relativamente deformable, y que el modelo más probable de Titán es uno en el que una capa helada de decenas de kilómetros de espesor flota sobre un océano global. Los hallazgos del equipo, junto con los resultados de estudios previos, insinúan que el océano de Titán puede estar a no más de 100 km por debajo de la superficie de la Luna.

### Cráteres de impacto

Los datos de radar, SAR y de imágenes de *Cassini* han revelado pocos cráteres de impacto en la superficie de Titán.  Estos impactos parecen ser relativamente jóvenes, a diferencia de la edad de la luna.  Los pocos cráteres de impacto descubiertos incluyen una cuenca de impacto de dos anillos de 440 km de ancho llamada Menrva, vista por *la* ISS *de Cassini* como un patrón concéntrico brillante-oscuro.  También se ha observado un cráter de piso plano más pequeño, de 60 km de ancho llamado Sinlap  y un cráter de 30 km con un pico central y piso oscuro llamado Ksa. Radar y *Cassini,* las imágenes también han revelado una serie de "crateriformes", características circulares en la superficie de Titán que pueden estar relacionadas con el impacto, pero carecen de ciertas características que harían una identificación segura. Por ejemplo, *Cassini* ha observado un anillo de 90 km de ancho de material brillante y rugoso conocido como Guabonito .  Se cree que esta característica es un cráter de impacto lleno de sedimentos oscuros arrastrados por el viento. Se han observado varias otras características similares en las regiones oscuras de Shangri-la y Aaru. El radar observó varias características circulares que pueden ser cráteres en la región brillante de Xanadu durante *el* sobrevuelo de Titán el 30 de abril de 2006 por *Cassini* .

Muchos de los cráteres de Titán o cráteres probables muestran evidencia de erosión extensa, y todos muestran algún indicio de modificación.  La mayoría de los cráteres grandes tienen bordes rotos o incompletos, a pesar del hecho de que algunos cráteres en Titán tienen bordes relativamente más masivos que los de cualquier otro lugar del Sistema Solar. Sin embargo, hay poca evidencia de formación de palimpsestos a través de la relajación cortical viscoelástica, a diferencia de otras grandes lunas heladas.  La mayoría de los cráteres carecen de picos centrales y tienen suelos lisos, posiblemente debido a la generación de impacto o erupción posterior de lava criovolcánica.. Si bien el relleno de varios procesos geológicos es una de las razones de la relativa deficiencia de cráteres de Titán, el blindaje atmosférico también juega un papel; se estima que la atmósfera de Titán reduce el número de cráteres en su superficie en un factor de dos.

La cobertura de radar de alta resolución limitada de Titán obtenida hasta 2007 (22%) sugirió la existencia de una serie de irregularidades en la distribución de sus cráteres. Xanadu tiene de 2 a 9 veces más cráteres que en cualquier otro lugar. El hemisferio anterior tiene una densidad un 30% más alta que el hemisferio posterior. Hay densidades de cráteres más bajas en áreas de dunas ecuatoriales y en la región del polo norte (donde los lagos y mares de hidrocarburos son más comunes).

Los modelos anteriores a *Cassini* de trayectorias y ángulos de impacto sugieren que donde el impactador golpea la corteza de hielo de agua, una pequeña cantidad de eyección permanece como agua líquida dentro del cráter. Puede persistir como líquido durante siglos o más, suficiente para "la síntesis de moléculas precursoras simples hasta el origen de la vida".

### Criovolocanismo y montañas

Los científicos han especulado durante mucho tiempo que las condiciones en Titán se parecen a las de la Tierra primitiva, aunque a una temperatura mucho más baja. La detección de Argon 40 en la atmósfera en 2004 indicó que los volcanes habían generado columnas de "lava" compuestas de agua y amoníaco.  Los mapas globales de la distribución del lago en la superficie de Titán revelaron que no hay suficiente metano en la superficie para explicar su presencia continua en su atmósfera y, por lo tanto, una parte significativa debe agregarse a través de procesos volcánicos.

Aún así, hay una escasez de características de la superficie que puedan interpretarse sin ambigüedades como criovolcanes.  Una de las primeras características reveladas por las observaciones de radar de *Cassini* en 2004, llamada Ganesa Macula , se asemeja a las características geográficas llamadas " cúpulas en forma de panqueque " que se encuentran en Venus y, por lo tanto, inicialmente se pensó que era de origen criovolcánico, aunque el American Geophysical Union refutó esta hipótesis en diciembre de 2008. Se descubrió que la característica no era una cúpula en absoluto, sino que parecía ser el resultado de una combinación accidental de parches claros y oscuros.  En 2004 *Cassini* también detectó una característica inusualmente brillante (llamada Tortola Facula), que se interpretó como una cúpula criovolcánica.  No se han identificado características similares en 2010.  En diciembre de 2008, los astrónomos anunciaron el descubrimiento de dos "puntos brillantes" transitorios pero inusualmente longevos en la atmósfera de Titán, que parecen demasiado persistentes para ser explicados por el simple clima. patrones, lo que sugiere que fueron el resultado de episodios criovolcánicos prolongados.

En marzo de 2009, se anunciaron estructuras que se asemejan a los flujos de lava en una región de Titán llamada Hotei Arcus, que parece fluctuar en brillo durante varios meses. Aunque se sugirieron muchos fenómenos para explicar esta fluctuación, se descubrió que los flujos de lava se elevaban 200 metros por encima de la superficie de Titán, lo que es consistente con haber erupcionado desde debajo de la superficie.

*Cassini* también descubrió en 2006 una cadena montañosa que mide 150 km de largo, 30 km de ancho y 1,5 km de alto . Esta cordillera se encuentra en el hemisferio sur y se cree que está compuesta de material helado y cubierta de nieve de metano. El movimiento de las placas tectónicas, quizás influenciado por una cuenca de impacto cercana, podría haber abierto una brecha a través de la cual el material de la montaña surgió.  Antes de Cassini, los científicos asumían que la mayor parte de la topografía de Titán serían estructuras de impacto, pero estos hallazgos revelan que, al igual que la Tierra, las montañas se formaron a través de procesos geológicos.  En diciembre de 2010, el equipo de la misión *Cassini* anunció el criovolcán más convincente que se haya encontrado hasta ahora. Nombrado Sotra Facula, es uno en una cadena de al menos tres montañas, cada una de entre 1000 y 1500 m de altura, varias de las cuales están coronadas por grandes cráteres. El suelo alrededor de sus bases parece estar cubierto por flujos de lava congelada.

Si el vulcanismo en Titán realmente existe, la hipótesis es que es impulsado por la energía liberada por la desintegración de elementos radiactivos dentro del manto, como ocurre en la Tierra.  magma en la Tierra está hecho de roca líquida, que es menos densa que la corteza rocosa sólida a través de la cual hace erupción. Debido a que el hielo es menos denso que el agua, el magma acuoso de Titán sería más denso que su sólida corteza helada. Esto significa que el criovolcanismo en Titán requeriría una gran cantidad de energía adicional para funcionar, posiblemente a través de la flexión de las mareas desde el cercano Saturno. Como alternativa, la presión necesaria para conducir a los criovolcanes puede ser causada por el hielo I h "underplating" cáscara externa de Titan. El hielo a baja presión, superpuesto a una capa líquida desulfato de amonio , asciende de manera flotante, y el sistema inestable puede producir eventos dramáticos de penacho. Titán es resurgido a través del proceso con hielo del tamaño de un grano y ceniza de sulfato de amonio, lo que ayuda a producir un paisaje con forma de viento y características de dunas de arena.

En 2008, Jeffrey Moore (geólogo planetario del Centro de Investigación Ames) propuso una vista alternativa de la geología de Titán. Al señalar que hasta ahora no se habían identificado de manera inequívoca características volcánicas en Titán, afirmó que Titán es un mundo geológicamente muerto, cuya superficie está formada solo por cráteres de impacto, erosión fluvial y eólica , desgaste de masas y otros procesos exógenos . Según esta hipótesis, los volcanes no emiten metano, sino que se difunden lentamente desde el interior frío y rígido de Titán. Ganesa Macula puede ser un cráter de impacto erosionado con una duna oscura en el centro. Las crestas montañosas observadas en algunas regiones pueden explicarse como escarpas muy degradadas.de grandes estructuras de impacto de múltiples anillos o como resultado de la contracción global debido al lento enfriamiento del interior. Incluso en este caso, Titán todavía puede tener un océano interno hecho de la mezcla eutéctica de agua y amoníaco con una temperatura de 69ºC, que es lo suficientemente baja como para explicarse por la desintegración de elementos radiactivos en el núcleo. El brillante terreno de Xanadu puede ser un terreno degradado y lleno de cráteres similar al observado en la superficie de Calisto. De hecho, si no fuera por su falta de atmósfera, Calisto podría servir como modelo para la geología de Titán en este escenario. Jeffrey Moore incluso llamó a Titán *Callisto con el clima*.

### Terreno oscuro

En las primeras imágenes de la superficie de Titán tomadas por telescopios terrestres a principios de la década de 2000, se revelaron grandes regiones de terreno oscuro a caballo entre el ecuador de Titán.  Antes de la llegada de *Cassini* , se pensaba que estas regiones eran mares de materia orgánica como alquitrán o hidrocarburos líquidos.  Las imágenes de radar capturadas por la *nave* espacial *Cassini* han revelado que algunas de estas regiones son extensas llanuras cubiertas de dunas de arena longitudinales , de hasta 330 metros de altura  aproximadamente un kilómetro de ancho y de decenas a cientos de kilómetros de largo. Se presume que las dunas longitudinales (o lineales) están formadas por vientos moderadamente variables que siguen una dirección media o alternan entre dos direcciones diferentes. Las dunas de este tipo siempre están alineadas con la dirección media del viento. En el caso de Titan, constante zonales (hacia el este) vientos combinan con vientos de marea variables (aproximadamente 0,5 metros por segundo).  Los vientos de marea son el resultado de las fuerzas de marea de Saturno en la atmósfera de Titán, que son 400 veces más fuertes que las fuerzas de marea de la Luna en la Tierra y tienden a impulsar el viento hacia el ecuador. Este patrón de viento hace que las dunas de arena se acumulen en largas líneas paralelas alineadas de oeste a este. Las dunas se rompen alrededor de las montañas, donde cambia la dirección del viento.

La arena de Titán podría haberse formado cuando llovió metano líquido y erosionó el lecho de roca de hielo, posiblemente en forma de inundaciones repentinas. Alternativamente, la arena también podría provenir de sólidos orgánicos producidos por reacciones fotoquímicas en la atmósfera de Titán.  estudios de la composición de las dunas en mayo de 2008 revelaron que poseían menos agua que el resto de Titán, y es más probable que se deriven de material orgánico aglutinado después de llover sobre la superficie.

## Observación y exploración

Titán nunca es visible a simple vista, pero se puede observar a través de pequeños telescopios o binoculares fuertes. La observación amateur es difícil debido a la proximidad del satélite al brillante sistema de anillos y globo de Saturno; una barra de ocultación, que cubre parte del ocular y se utiliza para bloquear el planeta brillante, mejora enormemente la visualización.  Titán tiene una magnitud aparente máxima de +8,2,  y una magnitud de oposición media de 8,4.  Esto se compara con +4,6  para el Ganímedes de tamaño similar, en el sistema joviano.

Las observaciones de Titán antes de la era espacial fueron limitadas. En 1907, el astrónomo español Josep Comas Solá sugirió que había observado un oscurecimiento cerca de los bordes del disco de Titán y dos manchas blancas redondas en su centro. La deducción de una atmósfera por Kuiper en la década de 1940 fue el siguiente gran evento de observación.

La primera sonda que visitó el sistema de Saturno fue la *Pioneer 11* en 1979, que determinó que Titán probablemente estaba demasiado frío para albergar vida.  La nave tomó las primeras imágenes de la luna (incluidas algunas de ella y Saturno juntos), pero estas eran de baja calidad; el primer primer plano de Titán se tomó el 2 de septiembre de 1979.

Titán fue examinado por *Voyager 1* y *2* en 1980 y 1981, respectivamente. El curso de la *Voyager 1* se desvió específicamente para hacer un paso más cercano a Titán. Desafortunadamente, la nave no poseía ningún instrumento que pudiera penetrar la neblina de Titán, un factor imprevisto. Muchos años después, el procesamiento digital intensivo de imágenes tomadas a través del filtro naranja de la *Voyager 1* reveló indicios de las características claras y oscuras ahora conocidas como Xanadu y Shangri-la ,  pero para entonces ya habían sido observadas en el infrarrojo por el telescopio espacial Hubble. *La Voyager 2* solo echó un vistazo superficial a Titán. La *Voyager 2*El equipo tuvo la opción de dirigir la nave espacial para echar un vistazo detallado a Titán o utilizar otra trayectoria que le permitiera visitar Urano y Neptuno. Dada la falta de características de superficie vistas por la *Voyager 1* , se implementó este último plan.

### *Cassini – Huygens*

Plantilla: imagen doble Incluso con los datos proporcionados por las *Voyager* , Titán seguía siendo un cuerpo de misterio: un satélite parecido a un planeta envuelto en una atmósfera que dificulta la observación detallada. La intriga que había rodeado a Titán desde las observaciones de Christiaan Huygens y Giovanni Cassini en el siglo XVII fue gratificada por una nave espacial nombrada en su honor.

La *nave* espacial *Cassini-Huygens* llegó a Saturno el 1 de julio de 2004 y ha comenzado el proceso de mapeo de la superficie de Titán por radar . *Cassini – Huygens,* un proyecto conjunto de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA , ha demostrado ser una misión muy exitosa. La sonda *Cassini* sobrevoló Titán el 26 de octubre de 2004 y tomó las imágenes de mayor resolución jamás vistas de la superficie de la luna, a solo 1.200 km, discerniendo parches de luz y oscuridad que serían invisibles para el ojo humano desde la Tierra. *Huygens* aterrizó en Titán el 14 de enero de 2005, descubriendo que muchas de las características de la superficie lunar parecen haber sido formadas por fluidos en algún momento del pasado.  El 22 de julio de 2006, *Cassini* hizo su primer sobrevuelo cercano y objetivo a 950 km de Titán; el sobrevuelo más cercano fue a 880 km el 21 de junio de 2010.  El líquido presente en la superficie se ha encontrado en abundancia en la región del polo norte, en forma de muchos lagos y mares descubiertos por *Cassini* .  Titán es el cuerpo más distante de la Tierra  y la segunda luna del Sistema Solar en tener una sonda espacial aterrizando en su superficie.

#### Lugar de aterrizaje de *Huygens*

El 14 de enero de 2005, la sonda *Huygens* aterrizó en la superficie de Titán, justo en el extremo más oriental de una región brillante ahora llamada Adiri . La sonda fotografió colinas pálidas con "ríos" oscuros que corren hacia una llanura oscura. El conocimiento actual es que las colinas (también conocidas como tierras altas) están compuestas principalmente de hielo de agua. Los compuestos orgánicos oscuros, creados en la atmósfera superior por la radiación ultravioleta del Sol, pueden llover de la atmósfera de Titán. Son arrastrados por las colinas con la lluvia de metano y se depositan en las llanuras durante escalas de tiempo geológico.

Después de aterrizar, *Huygens* fotografió una llanura oscura cubierta de pequeñas rocas y guijarros, que están compuestos de hielo de agua.  Las dos rocas justo debajo de la mitad de la imagen de la derecha son más pequeñas de lo que pueden parecer: la de la izquierda tiene 15 centímetros de ancho y la del centro 4 centímetros de ancho, a una distancia de aproximadamente 85 centímetros de *Huygens* . Existe evidencia de erosión en la base de las rocas, lo que indica una posible actividad fluvial. La superficie es más oscura de lo esperado originalmente, y consiste en una mezcla de agua y hielo de hidrocarburos. La suposición es que el "suelo" visible en las imágenes es la precipitación de la neblina de hidrocarburos de arriba.

En marzo de 2007, la NASA, la ESA y COSPAR decidieron nombrar el lugar de aterrizaje de *Huygens como Estación Hubert Curien Memorial* en memoria del ex presidente de la ESA.

### Misiones futuras

La Misión del Sistema Titán Saturno (TSSM) es una propuesta conjunta NASA / ESA para la exploración de las lunas de Saturno .  Visualiza un globo de aire caliente que flotará en la atmósfera de la luna durante seis meses. Que competía con la Europa Misión al Sistema Júpiter (EJSM) propuesta de financiación. En febrero de 2009 se anunció que la ESA / NASA había dado prioridad a la misión EJSM antes que al TSSM,  aunque el TSSM todavía se consideraba para una fecha de lanzamiento posterior. Desde la salida de la NASA del programa en 2012, estos planes se suspendieron.

También ha habido una propuesta para un Titan Mare Explorer (TiME), que sería un módulo de aterrizaje de bajo costo que se sumergiría en un lago cerca del polo norte de Titán y flotaría en la superficie del lago durante 3 a 6 meses. Podría lanzarse en 2016 y llegar en 2023. En 2012, sin embargo, la NASA decidió financiar la sonda de Marte InSight en lugar de TiME, lo que hace que el futuro de la sonda Titán sea incierto.

Otro proyecto de aterrizaje en el lago se propuso a finales de 2012 en Europa. El concepto de sonda se llama Explorador propulsado por muestreo in situ de Titan Lake (TALISE).  La principal diferencia con la sonda TiME sería un sistema de propulsión.

Otra misión propuesta a Titán es el Vehículo Aéreo para el Reconocimiento de Titán In-situ y Aerotransportado (AVIATR), que es un avión no tripulado (o dron ) que volaría a través de la atmósfera de Titán y tomaría imágenes de alta definición de la superficie de Titán.

## Condiciones prebióticas y búsqueda de vida

Si bien la misión *Cassini-Huygens* no estaba equipada para proporcionar evidencia de biofirmas o compuestos orgánicos complejos , mostró un entorno en Titán que es similar, en algunos aspectos, a los teorizados para la Tierra primordial.  Los científicos suponen que la atmósfera de la Tierra primitiva era similar en composición a la atmósfera actual en Titán, con la importante excepción de la falta de vapor de agua en Titán.  Algunos científicos piensan que el satélite es un posible anfitrión de vida microbiana extraterrestre o, al menos, un entorno prebiótico rico en compuestos orgánicos complejos.

### Formación de moléculas complejas

El experimento de Miller-Urey y varios experimentos posteriores han demostrado que con una atmósfera similar a la de Titán y la adición de radiación ultravioleta , se pueden generar moléculas complejas y sustancias poliméricas como las tolinas . La reacción comienza con la disociación de nitrógeno y metano, formando cianuro de hidrógeno y acetileno. Se han estudiado extensamente otras reacciones.

En octubre de 2010, Sarah Horst de la Universidad de Arizona informó haber encontrado las cinco bases de nucleótidos, bloques de construcción de ADN y ARN, entre los muchos compuestos producidos cuando se aplicó energía a una combinación de gases como los de la atmósfera de Titán. Horst también encontró aminoácidos , los componentes básicos de las proteínas . Dijo que era la primera vez que se encontraban bases de nucleótidos y aminoácidos en un experimento de este tipo sin la presencia de agua líquida.

### Posibles hábitats subsuperficiales

Las simulaciones de laboratorio han llevado a la sugerencia de que existe suficiente material orgánico en Titán para iniciar una evolución química análoga a lo que se cree que inició la vida en la Tierra. Si bien la analogía asume la presencia de agua líquida durante períodos más largos de lo que se observa actualmente, varias teorías sugieren que el agua líquida de un impacto podría conservarse bajo una capa de aislamiento congelada.  También se ha observado que los océanos de amoníaco líquido podrían existir en las profundidades de la superficie;  un modelo sugiere una solución de amoníaco-agua de hasta 200 km de profundidad debajo de una corteza de agua helada, condiciones que, "aunque extremas para los estándares terrestres, son tales que la vida podría sobrevivir".  Transferencia de calorentre las capas interior y superior sería fundamental para sustentar cualquier vida oceánica subterránea.  detección de vida microbiana en Titán dependería de sus efectos biogénicos. Se ha examinado, por ejemplo, que el metano y el nitrógeno atmosféricos pueden ser de origen biológico.

### El metano y la vida en la superficie

Se ha sugerido que podría existir vida en los lagos de metano líquido en Titán, al igual que los organismos de la Tierra viven en el agua.  Estas criaturas inhalarían H 2 en lugar de O 2 , lo metabolizarían con acetileno en lugar de glucosa y exhalarían metano en lugar de dióxido de carbono.

Aunque todos los seres vivos de la Tierra (incluidos los metanógenos) utilizan agua líquida como disolvente, se especula que la vida en Titán podría utilizar un hidrocarburo líquido, como el metano o el etano.  agua es un disolvente más fuerte que el metano.  Sin embargo, el agua también es más reactiva químicamente y puede descomponer grandes moléculas orgánicas a través de la hidrólisis .  Una forma de vida cuyo disolvente fuera un hidrocarburo no correría el riesgo de que sus biomoléculas fueran destruidas de esta manera.

En 2005, el astrobiólogo Chris McKay argumentó que si existiera vida metanogénica en la superficie de Titán, probablemente tendría un efecto medible en la proporción de mezcla en la troposfera de Titán: los niveles de hidrógeno y acetileno serían mediblemente más bajos de lo esperado.

En 2010, Darrell Strobel, de la Universidad Johns Hopkins , identificó una mayor abundancia de hidrógeno molecular en las capas atmosféricas superiores de Titán en comparación con las capas inferiores, argumentando a favor de un flujo descendente a una velocidad de aproximadamente 10 25 moléculas por segundo y la desaparición del hidrógeno. cerca de la superficie de Titán; como señaló Strobel, sus hallazgos estaban en línea con los efectos que Chris McKay había predicho si hubiera formas de vida metanogénicas .  El mismo año, otro estudio mostró niveles bajos de acetileno en la superficie de Titán, que fueron interpretados por Chris McKay como consistentes con la hipótesis de organismos que consumen hidrocarburos. Mientras reafirmaba la hipótesis biológica, McKay advirtió que otras explicaciones para los hallazgos de hidrógeno y acetileno son más probables: las posibilidades de procesos físicos o químicos aún no identificados (por ejemplo, un catalizador de superficie que acepta hidrocarburos o hidrógeno) o fallas en los modelos actuales de material. fluir.  Los datos de composición y los modelos de transporte deben fundamentarse y, según la navaja de Occam , se prefiere a priori una explicación física o química sobre una de biología (dada la simplicidad de los catalizadores químicos frente a la complejidad de las formas biológicas). Aun así, McKay señala que el descubrimiento de cualquiera de los dos, incluido simplemente un catalizador eficaz en 69, sería un descubrimiento importante.

Como señala la NASA en su artículo de noticias sobre los hallazgos de junio de 2010: "Hasta la fecha, las formas de vida basadas en el metano son solo hipotéticas. Los científicos aún no han detectado esta forma de vida en ninguna parte".  Como también dice la declaración de la NASA: "algunos científicos creen que estas firmas químicas refuerzan el argumento de una forma de vida primitiva y exótica o precursora de la vida en la superficie de Titán".

### Obstáculos

A pesar de estas posibilidades biológicas, existen obstáculos formidables para la vida en Titán, y cualquier analogía con la Tierra es inexacta. A una gran distancia del Sol , Titán es gélido (hecho exacerbado por el efecto anti-invernadero de su cubierta de nubes), y su atmósfera carece de CO 2 . Debido a estas dificultades, científicos como Jonathan Lunine han visto a Titán menos como un hábitat probable para la vida que como un experimento para examinar teorías sobre las condiciones que prevalecían antes de la aparición de la vida en la Tierra.  Si bien la vida en sí misma puede no existir, las condiciones prebióticas del medio ambiente de Titanian y la química orgánica asociada siguen siendo de gran interés para comprender la historia temprana de la biosfera terrestre. uso de Titán como experimento prebiótico implica no solo la observación a través de naves espaciales, sino también experimentos de laboratorio y modelado químico y fotoquímico en la Tierra.

### Hipótesis de la panspermia

Se plantea la hipótesis de que los grandes impactos de asteroides y cometas en la superficie de la Tierra pueden haber causado que fragmentos de roca cargada de microbios escapen de la gravedad de la Tierra, lo que sugiere la posibilidad de transpermia . Los cálculos indican que varios de estos se encontrarían con muchos de los cuerpos del Sistema Solar, incluido Titán.  Por otro lado, Jonathan Lunine ha argumentado que cualquier ser vivo en los lagos de hidrocarburos criogénicos de Titán necesitaría ser químicamente tan diferente de la vida en la Tierra que no sería posible que uno fuera el antepasado del otro.

### Condiciones futuras

Las condiciones en Titán podrían volverse mucho más habitables en un futuro lejano. Dentro de cinco mil millones de años, a medida que el Sol se convierta en un gigante rojo , las temperaturas de la superficie podrían aumentar lo suficiente como para que Titán sostenga agua líquida en su superficie y la haga habitable.  A medida que la emisión ultravioleta del Sol disminuye, la neblina en la atmósfera superior de Titán se reducirá, disminuyendo el efecto anti-invernadero en la superficie y permitiendo que el invernadero creado por el metano atmosférico juegue un papel mucho mayor. Estas condiciones juntas podrían crear un entorno habitable y podrían persistir durante varios cientos de millones de años. Este fue el tiempo suficiente para que la vida simple evolucionara en la Tierra, aunque la presencia de amoníaco en Titán haría que las reacciones químicas avanzaran más lentamente.