Molécula de tricarbono detectada en la atmósfera de Titán

La molécula de tricarbono (C₃) probablemente se produzca en la atmósfera superior de Titán por la reacción de abundante acetileno con carbono atómico.

Esta vista de Titán se encuentra entre las últimas imágenes enviadas por la sonda espacial Cassini de la NASA a la Tierra antes de sumergirse en la atmósfera del planeta gigante. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Instituto de Ciencias Espaciales.

Entre las más de 150 lunas conocidas de nuestro sistema solar, Titán, la luna más grande de Saturno, es la única con una atmósfera significativa.

Y de todos los lugares del sistema solar, Titán es el único lugar, además de la Tierra, que se sabe que tiene líquidos en forma de ríos, lagos y mares en su superficie.

Titán es más grande que el planeta Mercurio y es la segunda luna más grande de nuestro sistema solar. La luna de Júpiter, Ganímedes, es sólo un poco más grande (aproximadamente un 2%).

La atmósfera de Titán está compuesta principalmente de nitrógeno, como la de la Tierra, pero con una presión superficial un 50% mayor que la de la Tierra.

Titán tiene nubes, lluvia, ríos, lagos y mares de hidrocarburos líquidos como metano y etano.

“Al albergar una atmósfera espesa y químicamente diversa, Titán se destaca entre los satélites helados del planeta gigante, como uno de los objetos más estudiados del sistema solar”, dijo el Dr. Rafael Silva, astrónomo del Observatorio Astronómico de Lisboa y de la Universidad. de Lisboa.

«La atmósfera de Titán funciona como un reactor químico del tamaño de un planeta, produciendo muchas moléculas complejas basadas en carbono».

«De todas las atmósferas que conocemos en el sistema solar, esta es la que más se parece a la que creemos que existió en la Tierra primitiva».

«El metano, que en la Tierra es un gas, proporciona información sobre procesos geológicos y potencialmente biológicos».

“Es una molécula que no sobrevive mucho tiempo en las atmósferas de la Tierra o de Titán porque es destruida rápida e irreversiblemente por la radiación solar”.

“Por esta razón, en Titán el metano debe reponerse mediante procesos geológicos, como la liberación de gas subterráneo”.

En su estudio, el Dr. Silva y sus colegas analizaron espectros visibles de alta resolución de Titán obtenidos con el Espectrógrafo ultravioleta y visible de alta resolución UVES en el Very Large Telescope de ESO.

Pudieron identificar 97 líneas de absorción para el metano y una para la molécula de tricarbono.

«Incluso en espectros de alta resolución, las líneas de absorción de metano no son lo suficientemente fuertes con la cantidad de gas que podemos tener en un laboratorio en la Tierra», dijo el Dr. Silva.

«Pero en Titán tenemos toda una atmósfera, y el camino que recorre la luz a través de la atmósfera puede ser de cientos de kilómetros».

«Esto hace que las diferentes bandas y líneas, que tienen una señal débil en los laboratorios de la Tierra, sean muy obvias en Titán».

«En el sistema solar, la molécula de tricarbono, que se manifiesta mediante una emisión azulada, hasta ahora sólo se conocía en el material que rodea el núcleo de un cometa».

«Las líneas de absorción en Titán que tenemos asociadas a los tricarbonos son pocas en número y de baja intensidad, aunque son muy específicas de este tipo de moléculas, por lo que en el futuro se realizarán nuevas observaciones para intentar confirmar esta detección». «.

«Cuanto más sepamos sobre las diferentes moléculas que contribuyen a la complejidad química de la atmósfera de Titán, mejor entenderemos el tipo de evolución química que pudo haber permitido, o haber estado vinculado con, el origen de la vida en la Tierra».

“Se cree que parte de la materia orgánica que contribuyó al origen de la vida en la Tierra se produjo en su atmósfera mediante procesos relativamente similares a los que observamos en Titán. »

A papel sobre los resultados fue publicado en la revista Ciencias planetarias y espaciales..

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Rafael Rianço-Silva y otros. 2024. Un estudio de espectros visibles de muy alta resolución de Titán: caracterización de líneas en CH visible₄ grupos y la búsqueda de C₃. Ciencias planetarias y espaciales. 240:105836; doi: 10.1016/j.pss.2023.105836