Científicos descubren una molécula misteriosa en Plutón y Titán, la luna de Saturno: ‘No podemos decir qué es’
El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha detectado una firma química idéntica e inexplicada en dos mundos claramente distintos, la brumosa luna de Saturno, Titán, y el planeta enano Plutón, y los científicos aún no pueden identificar qué la causa.
“Es bastante misterioso”, dijo Bruno Bezard del Observatorio de París, autor principal del estudio aceptado para publicación en Astronomy & Astrophysics. “No podemos decir qué es.”
Una huella compartida
El misterio comenzó cuando Bezard detectó una señal inusual en las observaciones de Titán de noviembre de 2022, tomadas con los instrumentos NIRSpec y MIRI de Webb. La característica apareció en la longitud de onda de 5 micrones en el rango infrarrojo, una región donde los hielos simples y los compuestos conocidos no producen tal señal. Dos instrumentos diferentes confirmaron que la característica era real, no un artefacto del hardware.
Bezard contactó a su colega Emmanuel Lellouch para verificar si Plutón, que comparte una atmósfera similar de nitrógeno y metano, mostraba algo comparable en las observaciones de mayo de 2023. Así fue, la misma firma exacta apareció en el planeta enano, a miles de millones de kilómetros de distancia.
El control crucial provino de Ganimedes, la luna más grande de Júpiter, que carece de una atmósfera de nitrógeno y metano. No mostró tal señal, confirmando que el compuesto está vinculado a la química atmosférica y no es una característica superficial universal.
No es una biofirma, pero algo nuevo
Los investigadores enfatizan que la molécula misteriosa no es un signo de vida. En cambio, probablemente se forma a través de fotoquímica prebiótica, la luz ultravioleta del sol descomponiendo nitrógeno molecular (N2) y metano (CH4) en las atmósferas superiores de ambos mundos. Los fragmentos reactivos se reensamblan en compuestos orgánicos complejos que eventualmente se condensan y “nievan” hacia la superficie.
Los alenos, una familia de hidrocarburos, son actualmente los principales candidatos. Estos compuestos tienen fuertes bandas de absorción en el rango de 5 micrones donde aparece la señal misteriosa. Sin embargo, solo los alenos más simples tienen espectros completamente catalogados. Es posible que una variante más compleja, o una mezcla de varios compuestos similares a los alenos, produzca la característica observada.
Alternativamente, la señal podría provenir de una molécula conocida cuya huella espectral se ha desplazado debido a interacciones con otros hielos que aún no se han caracterizado completamente en entornos de laboratorio.
¿Cómo sabemos que está en la superficie?
Varias líneas de evidencia apuntan a un origen superficial en lugar de atmosférico. Un escaneo de disco de Titán mostró que la señal se debilitaba desde el centro hacia el limbo, el patrón esperado para una fuente superficial. Para Plutón, la atmósfera es demasiado delgada para producir la profundidad de absorción observada, lo que hace de la superficie la única ubicación plausible.
La ausencia de la señal en Ganimedes refuerza el mecanismo: el compuesto requiere una atmósfera de nitrógeno y metano para formarse, luego se deposita en la superficie donde se acumula.
¿Qué sigue?
Ya se están analizando nuevas observaciones del JWST. Al mapear la firma a través de la superficie de Titán mientras rota, los investigadores esperan vincular la molécula misteriosa con características geológicas específicas, quizás los campos de dunas ricos en materia orgánica que cubren grandes porciones de la luna.
La respuesta definitiva podría provenir de la misión Dragonfly de la NASA, un rotorcraft del tamaño de un automóvil que se lanzará en 2028 y llegará a Titán a mediados de la década de 2030. Dragonfly llevará un espectrómetro de masas capaz de “saborear” moléculas orgánicas en la superficie de Titán, identificando potencialmente el compuesto o compuestos exactos responsables de la desconcertante observación de Webb.
“Siempre es emocionante cuando descubres algo que no se había visto antes”, dijo Bezard. “Es realmente la parte más hermosa de nuestro trabajo.”
El estudio está disponible como preimpresión en arXiv.