No es de extrañar que al hablar de astrobiología y de la búsqueda de evidencia que nos permita comprender bajo qué condiciones geológicas y ambientales pudo haber surgido la vida en la Tierra y la posibilidad de encontrarla en otros lugares del universo, uno de los primeros lugares que se nos venga a la mente sea Titán.

Titán es la luna más grande de Saturno; con un tamaño comparable al de Mercurio, es un laboratorio para la vida. Titán es diferente a cualquier lugar conocido en la Tierra, y a la vez, puede ser el mundo más parecido a la Tierra que conocemos pues tiene líquido en su superficie. Sin embargo, en el caso de Titán, el líquido es mayormente metano (CH4), que forma extensos mares, ríos e incluso cae desde las nubes a manera de lluvia. Hace tanto frío allí, que las montañas y los valles están esculpidos en hielo tan duro como la roca, dando paso así a paisajes únicos.

Aunque Titán es similar en términos de masa y tamaño a las lunas de Júpiter Ganímedes y Calisto, se diferencia en que es la única que alberga una atmósfera densa (1.5 bares). Además, a diferencia del sistema joviano, que está poblado por cuatro lunas grandes, Titán es la única luna de masa considerable que orbita alrededor de Saturno. Las otras lunas saturnianas son mucho más pequeñas y tienen una densidad promedio menor a la de Titán. La evidencia indica que los sistemas de lunas de Júpiter y Saturno se formaron en un disco alrededor del planeta gigante en crecimiento. A pesar de las diferencias en los procesos y tiempos de formación de las lunas de Júpiter y de Saturno, la presencia de una atmósfera masiva en Titán, así como la emisión de gases desde la región activa del polo sur de Encélado (otra luna de Saturno), sugiere que los bloques de construcción primordiales que componen el sistema saturniano probablemente eran más ricos en volátiles que los de Júpiter, convirtiéndolos en lugares muy atractivos para la exploración futura.

Una atmósfera y mares de otro mundo

Titán es el único cuerpo extraterrestre conocido que soporta cuerpos estables de líquido en su superficie y, junto con la Tierra y el Marte temprano, es uno de los tres lugares en el sistema solar que se sabe que ha tenido un ciclo hidrológico activo. Con una presión atmosférica de 1,5 bares y una temperatura superficial de 90-95 grados Kelvin, el metano y el etano se condensan de la atmósfera basada en nitrógeno y fluyen como líquidos en la superficie. Ese sistema hidrológico basado en metano produce características superficiales sorprendentemente similares a las observables en la Tierra, incluyendo vastos campos de dunas ecuatoriales, redes de canales bien organizadas que transportan material a través de paisajes de erosión y deposición, junto a lagos y mares llenos de hidrocarburos líquidos. Estas similitudes hacen de Titán un laboratorio natural para estudiar los procesos que dan forma a los paisajes terrestres, explorando condiciones extremas imposibles de recrear en laboratorios terrestres.

En el hemisferio norte de Titán, depresiones amplias llenas de hidrocarburos líquidos conforman los mares Kraken, Ligeia y Punga, así como los lagos más grandes, Jingpo y Bolsena Lacus. En el sur, se ha sugerido que las depresiones amplias y secas se llenaron en tiempos anteriores a los estimados para los cuerpos líquidos del norte. Con el tiempo, el material que compone las llanuras onduladas y las tierras altas ha sido erosionado y reciclado, generando unidades geomorfológicas comunes entre los dos polos que sugieren vías de formación similares, aunque quizás con condiciones iniciales variables. En ambas regiones polares se han identificado unidades secundarias de erosión y deposición tales como abanicos aluviales, deltas, llanuras retrabajadas fluvialmente y material sedimentario bajo que contiene grandes valles fluviales que desembocan en los mares.

Titán tiene una atmósfera única que transforma gases simples como el metano (CH4) y el nitrógeno (N) en compuestos orgánicos más complejos. Una de las preguntas más interesantes está relacionada con el proceso, no solo de formación de dichos compuestos orgánicos, sino de la manera en cómo precipitan a la superficie. Recientes investigaciones, con un enfoque netamente teórico, evidencian que la mayoría de las moléculas aterrizarían como sólidos a la superficie de Titán. Sin embargo, la situación es un poco diferente cuando dichos compuestos orgánicos caen en lagos. Para comprender la diferencia, podemos imaginarnos una esponja llena de agujeros; si los sólidos son así, con un 25%-60% de su volumen siendo espacio vacío, pueden flotar. Algunos sólidos, como el hielo de cianuro de hidrógeno, también pueden flotar debido a los efectos de tensión superficial. Si no se cumplen estas condiciones, se hunden en los lagos de hidrocarburos, sumándose a los sedimentos del fondo. 

¿Por qué esto es importante? Pues bien, en la medida en que se tenga mayor información sobre el comportamiento de dichos complejos orgánicos en Titán, tales como su formación, precipitación y acumulación en la superficie, es posible comprender mejor la posibilidad de encontrar los bloques fundamentales de la vida, y por qué no, evidencia sólida que lleve a encontrar seres vivos en otro lugar del sistema solar.

Misión Dragonfly rumbo a Titán.

Uno de los descubrimientos más importantes de los últimos 20 años de exploración planetaria ha sido el potencial astrobiológico de las lunas heladas. Muchas de estas lunas albergan reservorios de agua líquida debajo de sus cortezas, conformando una nueva clase de cuerpos en el sistema solar, mundos oceánicos como la luna Europa de Júpiter y Encélado de Saturno. Si la biología requiere carbono, agua y energía, entonces los mundos oceánicos pueden ofrecer la mejor oportunidad en el sistema solar para encontrar vida más allá de la Tierra.

Titán es único entre los mundos oceánicos en que el carbono, el agua y la energía interactúan en la superficie. Compuestos orgánicos complejos, potencialmente similares a las tolinas, cubren la mayor parte de la superficie. Las tolinas son compuestos químicos complejos que contienen una alta cantidad de nitrógeno, se generan al someter moléculas orgánicas simples, como metano y etano, a la radiación ultravioleta o a electrones en una atmósfera rica en nitrógeno. La abundancia de riquezas orgánicas de Titán, especialmente cuando están expuestas al agua líquida transitoria, ha creado entornos potencialmente habitables, cuyos remanentes están disponibles en la superficie de Titán hoy.

Dragonfly explorará algunos de estos entornos para abordar preguntas fundamentales sobre la química prebiótica, la habitabilidad y la búsqueda de biofirmas (evidencias de actividad biológica). El vehículo es un octocóptero X8 de media tonelada de masa. De hecho, puede considerarse más como un aterrizador que puede cambiar de ubicación fácilmente desplazándose por la atmósfera de Titán, utilizando un poderoso rotor como principal equipamiento de desplazamiento. El sitio de aterrizaje objetivo de Dragonfly está cerca del ecuador de Titán, 700 km al norte del sector conocido como Huygens en el mar de arena de Shangri-La, y a una distancia de recorrido del cráter de impacto Selk, un lugar de alta relevancia científica dada la variedad de materiales orgánicos y compleja geología. Se planea que la misión Dragonfly sea lanzada en julio de 2028 y llegue a Titán en el 2034, llevando a cabo así su misión de exploración durante el invierno del hemisferio norte en Titán.

Esta misión marcará un hito en la exploración planetaria dada la alta complejidad de operación en una luna helada con las características propias de Titán, dando paso así a la posibilidad de analizar datos de relevancia científica que contribuyan tanto a la geología como la astrobiología en cuerpos rocosos del sistema solar. 

Si quieres conocer más de este tipo de misiones y sobre cómo la exploración de la luna Titán podría dar pistas sobre la presencia de vida fuera de la Tierra, te invitamos a que visites nuestras salas sobre la vida y lo vivo en el cosmos en el Planetario de Bogotá.