Un nuevo análisis científico de los datos de Cassini aporta información sobre los mares de Titán, una luna de Saturno

Utilizando datos de varios experimentos de radar biestático, un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Cornell pudo analizar y estimar por separado la composición y la rugosidad de las superficies marinas de Titán, algo que los análisis anteriores de datos de radar monoestático no habían podido lograr. Esto ayudará a allanar el camino para futuros exámenes combinados de la naturaleza de los mares de Titán utilizando datos de Cassini.

Valerio Poggiali, investigador asociado de la Universidad de Cornell, es el autor principal de "Propiedades superficiales de los mares de Titán reveladas por los experimentos de radar biestático de la misión Cassini" (traducido al castellano), que se publicó en Nature Communications.

Analizando la superficie de Titán desde la nave Cassini con un radar biestático

Un experimento con radar biestático implica apuntar un haz de radio desde la nave espacial hacia el objetivo (en este caso Titán), donde se refleja hacia la antena receptora en la Tierra. Esta reflexión superficial está polarizada, lo que significa que proporciona información recopilada desde dos perspectivas independientes, a diferencia de la que proporcionan los datos del radar monoestático, donde la señal reflejada regresa a la nave espacial.

"La principal diferencia", dijo Poggiali, "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 su rugosidad".

El trabajo actual utilizó cuatro observaciones de radar biestático, recopiladas por Cassini durante cuatro sobrevuelos en 2014 (el 17 de mayo, el 18 de junio, el 24 de octubre y en 2016, el 14 de noviembre). En cada uno de ellas, se observaron reflejos en la superficie a medida que la nave espacial se acercaba a su punto más cercano a Titán (ingreso) y nuevamente a medida que se alejaba (egreso). El equipo analizó datos de las observaciones de egreso de los tres grandes mares polares de Titán: Kraken Mare, Ligeia Mare y Punga Mare.

Su análisis encontró diferencias en la composición de las capas superficiales de los mares de hidrocarburos, dependiendo de la latitud y la ubicación (cerca de ríos y estuarios, por ejemplo). En concreto, la parte más meridional de Kraken Mare 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 alrededor de 80; los mares de etano y metano de Titán miden alrededor de 1,7.

Los investigadores también determinaron que los tres mares estaban mayormente en calma en el momento de los sobrevuelos, con olas superficiales de no más de 3,3 milímetros. Se detectó un nivel de rugosidad ligeramente superior (hasta 5,2 mm) cerca de las zonas costeras , estuarios y estrechos entre cuencas, posibles indicios de corrientes de marea.

"También tenemos indicios de que los ríos que alimentan los mares son metano puro", dijo Poggiali, "hasta que desembocan en los mares líquidos abiertos, que son más ricos en etano. Es como en la Tierra, cuando los ríos de agua dulce desembocan y se mezclan con el agua salada de los océanos".

"Esto encaja muy bien con los modelos meteorológicos de Titán", dijo el coautor y profesor de astronomía Philip Nicholson, "que predicen que la 'lluvia' que cae de sus cielos probablemente sea metano casi puro, pero con trazas de etano y otros hidrocarburos".

Poggiali dijo que ya se está trabajando más en los datos que Cassini generó durante sus 13 años de exploración de Titán. "Hay una mina de datos que aún esperan ser analizados en su totalidad de maneras que deberían producir más descubrimientos", dijo. "Este es solo el primer paso".

Otros colaboradores de este trabajo provienen de la Universidad de Bolonia, el Observatorio de París, el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, el Instituto Tecnológico de California y el Instituto Tecnológico de Massachusetts.

Referencia

Poggiali, V.,et al, Surface Properties of the Seas of Titan as Revealed by Cassini Mission Bistatic Radar Experiments, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49837-2