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Como la Tierra, Titán, la luna más grande de Saturno, tiene una atmósfera densa y ciclos climáticos estacionales. Sin embargo, la composición química y mineralógica son significativamente diferentes. Ahora, científicos han recreado las condiciones de este satélite, un candidato único para estudiar los orígenes de la vida, en pequeños cilindros de vidrio o probetas, revelando propiedades fundamentales de dos moléculas orgánicas que se cree que existen como minerales en Titán. Los resultados acaban de ser publicados en la reunión de otoño de la American Chemical Society (ACS).
«Las moléculas orgánicas simples que son líquidas en la Tierra son típicamente cristales minerales sólidos helados en Titán debido a sus temperaturas extremadamente bajas, de hasta -290 Farenheit», explixa Tomče Runčevski, investigador principal del proyecto. «Descubrimos que dos de las moléculas que probablemente sean abundantes en Titán, acetonitrilo (ACN) y propionitrilo (PCN), ocurren predominantemente en una forma cristalina que crea nano superficies altamente polares, que podrían servir como plantillas para el autoensamblaje de otras moléculas de interés prebiótico».
La mayor parte de lo que sabemos ahora sobre este mundo helado se debe a la misión Cassini-Huygens, que exploró Saturno y sus lunas durante dos décadas. Este viaje reveló que Titán es un lugar atractivo para estudiar cómo surgió la vida. Como la Tierra, Titán tiene una atmósfera densa, pero está compuesta principalmente de nitrógeno con un toque de metano. Es el único cuerpo conocido en el espacio, además de la Tierra, donde se ha encontrado evidencia clara de charcos estables de líquido superficial. Además, impulsados por la energía del Sol, el campo magnético de Saturno y los rayos cósmicos, tanto el nitrógeno como el metano reaccionan en Titán para producir moléculas orgánicas de varios tamaños y complejidades. Se cree que ACN y PCN están presentes en la característica neblina amarilla de la luna en forma de aerosoles, y llueven sobre la superficie, depositándose como trozos sólidos de minerales.
Las propiedades de estas moléculas en la Tierra son bien conocidas, pero sus características en condiciones similares a las de Titán no se han estudiado hasta ahora. «En el laboratorio, recreamos las condiciones de Titán en pequeños cilindros de vidrio -dice Runčevski-. Normalmente, introducimos agua, que se congela en hielo a medida que bajamos la temperatura para simular la atmósfera de Titán. Completamos eso con etano, que se convierte en líquido, imitando los lagos de hidrocarburos que encontró Cassini-Huygens». Después, se agrega nitrógeno al cilindro y se introducen ACN y PCN para simular la lluvia atmosférica. Luego, los investigadores suben y bajan ligeramente las temperaturas para imitar los cambios de temperatura en la superficie.
«Nuestra investigación reveló muchas cosas sobre las estructuras de los hielos planetarios que antes se desconocían. Por ejemplo, encontramos que una forma cristalina de PCN no se expande uniformemente a lo largo de sus tres dimensiones. Titán pasa por cambios de temperatura, y si la expansión térmica de los cristales no es uniforme en todas las direcciones, puede hacer que la superficie de la luna se agriete», afirma el investigador. Un conocimiento más detallado de estos minerales podría ayudar al equipo a comprender mejor cómo es la superficie del satélite de Saturno.
Runčevski ahora está preparando cristales de ACN, PCN y mezclas de ACN y PCN para obtener espectros detallados para ddespués comparar con los datos recogidos por Cassini-Huygens. Los estudios ayudarán a confirmar la composición mineral en Titán y probablemente proporcionarán información para los investigadores que trabajan en una próxima misión de la NASA a este mundo, que se lanzará en 2027.
