Resuelto el enigma del inesperado frío en Plutón

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• Un nuevo análisis de la atmósfera del planeta enano explica por qué la nave espacial New Horizons midió temperaturas mucho más bajas de lo previsto

La nave espacial New Horizons cambió en 2015 mucho de lo que los científicos creían saber sobre Plutón. Tan solo unos días después de que la misión alcanzara su máxima aproximación al planeta enano, el panorama descrito resultaba sorprendente: tortuosas cordilleras, hielos que fluyen, una espesa neblina y, entre otros descubrimientos, las mediciones reales de su temperatura, que resultó ser mucho más baja de la pronosticada a partir de la composición del gas de la atmósfera. El motivo del frío gélido a 50 km sobre la superficie de este mundo más pequeño que la Luna ha sido un misterio desde entonces, pero un nuevo estudio publicado este miércoles en la revista «Nature» propone una solución al enigma. El culpable ya ha sido mencionado: la niebla.

Según los investigadores, son las partículas de la neblina y no los gases los que controlan la temperatura atmosférica de Plutón, lo que convierten este cuerpo planetario en un lugar único en el Sistema Solar. Nunca antes se había visto nada semejante.

El mecanismo de enfriamiento implica la absorción de calor por las partículas de neblina, que luego emiten radiación infrarroja, enfriando la atmósfera al irradiar energía al espacio. El resultado es una temperatura atmosférica insoportable de aproximadamente -203º C en lugar de los -173º C previstos, que tampoco son pocos.

El principal autor del estudio, Xi Zhang, profesor asistente de Ciencias Planetarias y de la Tierra en la Universidad de California en Santa Cruz (EE.UU.), cree que el exceso de radiación infrarroja de las partículas de neblina en la atmósfera de Plutón debería ser detectable por el futuro Telescopio Espacial James Webb una vez que abra sus ojos en 2019, lo que confirmaría la hipótesis de su equipo.

Superficie rojiza

Las imágenes de la New Horizons muestran extensas capas de bruma, resultado de reacciones químicas en la atmósfera superior, donde la radiación ultravioleta del Sol ioniza nitrógeno y metano, que reaccionan para formar pequeñas partículas de hidrocarburo de decenas de nanómetros de diámetro. A medida que estas diminutas partículas se hunden a través de la atmósfera, se unen para formar agregados que crecen a medida que descienden, y eventualmente se depositan en la superficie.

«Creemos que estas partículas de hidrocarburos están relacionadas con el material rojizo y marrón que se ve en las imágenes de la superficie de Plutón», dice Zhang.

Los investigadores están interesados en estudiar los efectos de las partículas de neblina en el control de la temperatura de otros cuerpos planetarios, como Tritón, luna de Neptuno, y Titán, satélite de Saturno. Sus hallazgos también pueden ser relevantes para la investigación de planetas extrasolares con atmósferas difusas.

 

Una vida distinta a la que conocemos, posible en Titán

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• Científicos de la Universidad de Cornell diseñan la forma de vida basada en el metano que creen podría subsistir en la luna de Saturno

James Stevenson La representación de un «azotosome», de 9 nanómetros, el tamaño de un virus

La vida tal y como la conocemos, la que existe en la Tierra, requiere de agua líquida para subsistir. Pero quizás en otros mundos la química de la vida sea diferente. El genio de la ciencia ficción Isaac Asimov escribió en 1962 un ensayo sobre la vida no basada en el agua titulado «No es como la conocemos». Este escrito ha inspirado a un grupo de ingenieros y astrónomos de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York (EE.UU.), que cree que eso es lo que puede ocurrir en Titán, la luna gigante de Saturno, un mundo frío y cruel cubierto de mares de metano líquido en vez de agua. Los investigadores sugieren que Titán podría albergar células basadas en metano que no requieren oxígeno, y que metabolizan, se reproduzcen y hacen todo lo que la vida hace en la Tierra, aunque a su manera.

Los científicos creen que esta teórica membrana celular podría contener pequeños compuestos de nitrógeno orgánico, capaz de funcionar a temperaturas de metano líquido de 292º bajo cero.

«No somos biólogos ni astrónomos, pero tenemos las herramientas adecuadas», dice Paulette Clancy, experta en dinámica de química molecular. «Tal vez eso ayudó, porque no llegamos con ideas preconcebidas sobre lo que debería ser una membrana y lo que no. Tan solo trabajamos con los compuestos que sabíamos estaban allí».

Los investigadores, con una imagen de Titán delante de Saturno y la teórica membrana celular Jason Koski

En la Tierra, la vida se basa en la membrana bicapa de fosfolípidos, la vesícula fuerte, permeable, a base de agua que alberga la materia orgánica de cada célula. Una vesícula hecha de una membrana de este tipo se llama liposoma. Por lo tanto, muchos astrónomos buscan vida extraterrestre en lo que se llama la zona de habitabilidad de una estrella, en la que puede existir agua líquida. ¿Pero qué ocurriría si las células no se basan en el agua, sino en metano, que tiene un punto de congelación mucho menor?

Los ingenieros llamaron a su membrana celular una «azotosome», ya que «azote» es la palabra francesa para el nitrógeno, y significa «cuerpo de nitrógeno». El azotosome está hecho de moléculas de nitrógeno, carbono e hidrógeno, que se sabe existen en los mares criogénicos de Titán, pero muestra la misma estabilidad y flexibilidad que el liposoma análogo de la Tierra.

Los ingenieros emplearon un método de dinámica molecular para elegir compuestos candidatos a partir del metano para el autoensamblaje en estructuras tipo membrana. El compuesto más prometedor que encontraron es un azotosome acrilonitrilo, que mostró una buena estabilidad, una fuerte barrera a la descomposición, y una flexibilidad similar a la de las membranas de fosfolípidos en la Tierra. El acrilonitrilo es un venenoso compuesto incoloro, un líquido orgánico usado en la fabricación de fibras acrílicas, resinas y termoplásticos, que está presente en la atmósfera de Titán.

El siguiente paso es tratar de demostrar cómo estas células se comportarían en el entorno de metano, lo que podría ser análogo a la reproducción y el metabolismo en las células sin oxígeno y a base de metano.

«El nuestro es el primer diseño de vida que no se parece a la que conocemos», dicen los científicos, que esperan probar sus teorías algún día en el mismo Titán, cuando seamos capaces de enviar una sonda que flote en sus mares y pueda analizar directamente la materia orgánica.

El baile de las lunas de Saturno

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Como dos hermanos, las lunas Rhea y Titán de Saturno están hechos de la misma pasta, pero en apariencia son muy distintos. En esta insólita imagen lograda por la sonda Cassini de la ESA y la NASA se pueden ver estos dos satélites, los más grandes del planeta de los anillos: Rhea, con un diámetro de unos 1.528 kilómetros, y su gran compañero Titán, de 5.150, un 50% más grande que nuestra Luna.

Así, aunque los dos satélites son muy similares en su composición de roca y hielo de agua, Rhea se muestra repleto de cráteres, ensombrecido por la magnitud y el resplandor dorado de Titán.

Las investigaciones de Cassini han hecho posible que los astrónomos estudien a estos satélites. Así, creen que Rhea comprende tres cuartas partes de hielo y una cuarta parte de roca. Además, las observaciones de la sonda han determinado que esta luna no contiene un núcleo rocoso, sino que se trata de una mezcla de hielo y roca, lo que le da la apariencia de «bola de nieve sucia».

Por su parte, el tono anaranjado de Titán es producto de su atmósfera densa, rica en nitrógeno y con sustancias como el metano, hidrógeno e hidrocarburos, formados por reacciones con la luz del Sol que, con el tiempo, forma una niebla de humo anaranjado.

En algunas imágenes, la atmósfera superior de Titán adquiere un aspecto a modo de capas de cebolla, con ‘rayas’ de neblina apiladas una encima de otra. En esta imagen se muestra una de estas capas:una banda azul nebulosa que rodea Titán. Esta neblina se extiende alrededor de la luna e ilumina en dos zonas en forma de media luna formando ‘capuchas polares’. En la parte derecha de la imagen se distingue el polo norte, mientras que el sur se encuentra a la izquierda.

Así como la misión Cassini ha dedicado mucho tiempo a estudiar Titán, también ha realizado numerosos sobrevuelos de Rhea parasondear sus características de la estructura interior, la atracción gravitacional y de superficie.

Estos encuentros demostraron que este satélite es un cuerpo antiguo y lleno de cráteres. Además, guarda numerosas cicatrices de impactos pasados, algo que los astrónomos quieren explorar. Para saber más acerca de la tasa de choques y la cantidad de deshechos cósmicos que llueven sobre el sistema de Saturno, los científicos se valdrán del sobrevuelo de Cassini sobre de la superficie de Rhea.

Exóticas nubes en Titán captadas por la NASA dejan boquiabiertos a los científicos

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• Los investigadores aseguran que estas nubes son iguales a las exóticas encontradas sobre los polos de la Tierra / La idea de que una nube de metano se forme en Titán es absolutamente nueva

Foto: NASA

La NASA ha captado nubes de metano en la estratosfera de Titán, el mayor satélite de Saturno, iguales a las nubes que se forman sobre los polos de la Tierra. «Nadie pensó que eso fuera posible», comentan los científicos.

La NASA ha captado la imagen de nubes de metano en las capas altas de la atmósfera de Titán, la luna más grande de Saturno, informa ‘Daily Mail’. Los investigadores aseguran que estas nubes son iguales a las nubes exóticas encontradas sobre los polos de la Tierra. La formación, captada por la nave espacial Cassini de NASA en 2006, fue parte del tope de condensación sobre el polo del norte del satélite. Ahora, ocho años después, los investigadores han revelado que la nube de la estratosfera contiene hielo de metano, que anteriormente era considerado parte de la atmósfera.

«La idea de que una nube de metano se forme en Titán es absolutamente nueva. Nadie pensó que eso fuera posible», dice Carrie Anderson, científico de NASA que lidera el estudio. Al igual que las nubes de lluvia y nieve, las nubes de Titán se forman por medio de evaporación y condensación, ascendiendo desde la superficie, encontrando temperaturas más y más frías y cayendo como precipitación. Pero en Titán, en vez de con agua, ocurre con metano.

La Tierra tiene sus propias nubes estratosféricas, que normalmente se forman en los polos del Norte y del Sur a una temperatura de 108 grados bajo cero (Fahrenheit) o 78 grados bajo cero (Celsius).

Las nubes de metano probablemente no podían formarse en la estratosfera de Titán, ya que la temperatura de 203 grados bajo cero (Celsius) en el sur del ecuador no permite al metano convertirse en el hielo.

«Titán sigue asombrándonos con sus procesos naturales muy similares a los de la Tierra, pero incluyendo sustancias diferentes al agua», subraya Scott Edgington, científico de NASA.

La extraña isla «intermitente» de Titán desconcierta a la NASA

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• La formación aparece y desaparece en las distintas observaciones realizadas por la nave Cassini de la agencia espacial

NASA/JPL | La extraña formación geológica en el mar de Titán, vista por la nave Cassini

La nave espacial Cassini de la NASA está siguiendo la evolución de una misteriosa formación geológica en Ligeia Mare, uno de los grandes mares de hidrocarburos de Titán, la mayor de las lunas de Saturno. El lugar tiene una superficie de unos 260 km cuadrados y ha sido observado en dos ocasiones, pero con una apariencia distinta. Ha sido apodado por los astrónomos «isla mágica» porque aparece y desaparece repentinamente.

La extraña formación, que aparece brillante en las imágenes de radar contra el fondo oscuro del mar líquido, fue vista por primera vez en julio 2013 durante un sobrevuelo de la Cassini sobre Titán. Las observaciones anteriores no habían detectado nada semejante en esa parte de Ligeia Mare.

Los científicos se quedaron perplejos al encontrar que la isla se había desvanecido cuando miraron de nuevo, durante varios meses, con el radar de baja resolución y de imágenes de infrarrojo de la Cassini. Esto llevó a algunos miembros del equipo a sugerir que podría haber sido algo transitorio. Pero durante el sobrevuelo de la Cassini el 21 de agosto de 2014, la formación fue visible de nuevo, y su aspecto había cambiado durante los once meses desde que había sido visto por última vez.

No es un defecto

Los científicos del equipo de radar están seguros de que esa formación no es un defecto en sus datos, lo que habría sido una de las explicaciones más simples. Tampoco ven evidencias de que sea el resultado de la evaporación en el mar, ya que la costa general de Ligeia Mare no ha cambiado notablemente.

El equipo cree que la formación podrían ser ondas en la superficie, el aumento de burbujas, sólidos flotantes, sólidos suspendidos justo debajo de la superficie, o tal vez algo más exótico.

Los investigadores sospechan que la aparición de esta formación podría estar relacionada con el cambio de estaciones en Titán, al tiempo que el verano se acerca en el hemisferio norte de la luna.

«La ciencia ama el misterio, y con esta formación enigmática, tenemos un ejemplo emocionante de los cambios en curso en Titán», ha dicho Stephen Wall, líder del equipo adjunto del equipo de radar de la Cassini, con base en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California. «Tenemos la esperanza de que vamos a ser capaces de seguir viendo desplegarse los cambios y hacernos una idea acerca de lo que está pasando en ese mar extraterrestre».

 

El ‘río Nilo’ de Titán

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Imagen del valle fluvial captada por la sonda Cassini, | ESA

 

El río Nilo parece tener una versión extraterrestre en miniatura. La sonda Cassini de la NASA ha descubierto un valle fluvial que se extiende más de 400 kilómetros sobre la superficie de Titán, la mayor luna de Saturno.

Ésta es la primera vez que se obtienen imágenes con tan buena resolución de un sistema fluvial de estas proporciones fuera de nuestro propio planeta.

Los científicos han llegado a la conclusión de que este río está lleno de líquido, ya que aparece oscuro a lo largo de todo su recorrido en las imágenes radar de alta resolución, lo que indica que presenta una superficie completamente lisa.

«Aunque presenta algunos pequeños meandros, este valle fluvial es prácticamente recto, lo que podría indicar que sigue el curso de al menos una falla, al igual que los otros grandes ríos que desembocan en la orilla meridional de este mismo mar de Titán«, explica Jani Radebauch, una científica de la Universidad Brigham Young de los Estados Unidos que forma parte del equipo a cargo del radar de Cassini.

«Estas fallas – fracturas en la superficie de Titán – no tienen porqué ser el resultado de una tectónica de placas, como sucede aquí en la Tierra, pero también provocan la apertura de cuencas y quizás también la formación de grandes mares«, explica la investigadora.

Titán es el único cuerpo celeste que conocemos, aparte de la Tierra, en el que existe líquido de forma estable sobre su superficie. Si bien el ciclo hidrológico de nuestro planeta está basado en el agua, el equivalente de Titán lo está en hidrocarburos como el etano o el metano.

En 2008, el espectrómetro de Cassini en las bandas de la luz visible e infrarroja confirmó la presencia de etano líquido en un lago del hemisferio sur de Titán conocido como ‘Lago Ontario’.

«Las imágenes de este río tomadas por Cassini nos vuelven a mostrar un mundo en movimiento, como ya sugerían los canales y los barrancos fotografiados por la sonda Huygens de la ESA durante su descenso a la superficie de Titán en el año 2005″, explica Nicolas Altobelli, científico del Proyecto Cassini para la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés).

La extraña cruz gigante de Titán

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• La NASA descubre una enorme estructura que parece «cocerse» sobre la superficie de la luna de Saturno y dos nuevos mares secos

La sonda Cassini de la NASA ha descubierto sobre la superficie de Titán, la misteriosa luna de Saturno, una gigantesca estructura casi circular que se asemeja a un pan de cruz y que, como si estuviera dentro de un horno, se infla de la misma forma. La nave también ha observado las costas de dos mares antiguos, ahora secos, que pudieron haber estado llenos de agua hace tan solo 50.000 años. Estos resultados han sido expuestos en un encuentro de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Americana que se celebra estos días en Reno, Nevada

Todo el mundo ha visto alguna vez cómo la cocción hace que la parte superior del pan se levante y se agriete. Los científicos piensan que algún proceso similar de calor puede estar ocurriendo en Titán. El pasado mayo, el radar de la Cassini obtuvo una imagen que mostraba un montículo con forma de bollo. Los investigadores ya habían visto algo similar en Venus, donde una región con forma de cúpula de unos 30 kilómetros cruza la cumbre de un gran volcán llamado Kunapipi Mons. Creen que la cruz de Titán, de unos 70 kilómetros de longitud, también es el resultado de fracturas causadas por levantamientos desde abajo, posiblemente resultado del ascenso de magma.

Los mares del sur

«El ‘pan de cruz caliente’ es un tipo de estructura que no habíamos visto antes en Titán, lo que demuestra que esta luna nos sigue sorprendiendo incluso después de ocho años de observaciones de la Cassini», afirma Rosaly Lopes, del equipo del radar de la sonda en en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en Pasadena (California). El «pan» puede ser el resultado de lo que se conoce en la Tierra como un lacolito, una intrusión formada por magma que empuja de abajo a arriba. «Las montañas Henry de Utah son un ejemplo bien conocido de este fenómeno geológico».

Esta no ha sido la única sorpresa de las imágenes de la Cassini. Titán es el único lugar fuera de la Tierra que tiene líquido estable en su superficie, aunque son hidrocarburos en lugar de agua. Hasta ahora, los inmensos mares solo se habían visto en el hemisferio norte de Titán. Sin embargo, un nuevo análisis de imágenes de la sonda recopiladas desde 2008 hasta 2011 sugiere que el polo sur de este mundo también tuvo en el pasado un mar vasto y poco profundo. En concreto, los científicos creen haber encontrado dos mares secos o casi secos. Uno de ello mide 475 por 280 kilómetros y quizás tenga unos cientos de metros de profundidad. Pudieron haber estado cubiertos de agua hace menos de 50.000 años.

Un océano de agua líquida bajo la superficie de Titán

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Titán (i) durante su órbita alrededor de Saturno. | NASA

Los científicos ya sospechaban que Titán, la mayor luna de Saturno, albergaba agua líquida, aunque no habían podido demostrarlo hasta ahora. Lo han hecho gracias a los datos aportados por ‘Cassini’, la sonda de la NASA que en 2004 entró en la órbita de Saturno.

Según un estudio publicado esta semana en la revista ‘Science’, las deformaciones en el interior de la luna detectadas por el orbitador sugieren que Titán alberga un océano subterráneo de agua líquida.

Según señala la agencia espacial estadounidense, la búsqueda de agua es un objetivo importante en la exploración del Sistema Solar, y ahora acaban de encontrar otro lugar en el que es abundante.

Titán además, no es un objeto cualquiera en el Sistema Solar. Esta luna de Saturno guarda similitudes con la Tierra primitiva, por lo que su estudio proporciona valiosa información para averiguar cómo ha evolucionado nuestro planeta.

Titán tiene una densa atmósfera rica en metano y lagos de hidrocarburos. Los científicos ya sabían que tenía una capa externa de agua helada. Ahora han descubierto que también está presente en estado líquido.

Un viaje de siete años

Dedujeron la presencia del océano de agua líquida a partir de las mediciones del campo gravitatorio realizadas por la sonda ‘Cassini’ durante seis aproximaciones que realizó entre 2006 y 2011. La manera en la que se deforma el interior de Titán sugiere que se debe a la acción de un océano subterráneo.

El viaje de la nave espacial ‘Cassini-Huygens’, un exitoso proyecto conjunto de la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la italiana (ASI), comenzó en 1997. Entró en la órbita de Saturno en 2004. Cuando se separó del orbitador ‘Cassini’, ‘Huygens’ penetró en la atmósfera de Titán. Se posó sobre su superficie en 2005.

La sonda ‘Cassini’ también ha encontrado agua en el polo sur de Encélado, una de las más de 60 lunas de Saturno. Los científicos detectaron géiseres que emiten vapor, partículas de hielo y componentes orgánicos. Este hallazgo también podría ser un indicio de que en esta luna es posible algún tipo de vida microbiana.

La luna Titán, ‘engarzada’ en los anillos de Saturno

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La luna Titán parece estar engarzada como una piedra preciosa en los anillos de Saturno, que a su vez proyectan preciosas sombras sobre el hemisferio sur del planeta gigante. Así es como define la Agencia Espacial Europea (ESA) esta bella imagen tomada por la sonda Cassini y que ha sido escogida como imagen de la semana en la ESA.

Los detalles son débiles pero exquisitos en esta fotografía de la atmósfera superior del gigante de gas. En la imagen se puede distinguir una fina banda de brillantes nubes blancas de hielo de amoníaco grabadas en el disco de Saturno. Además, hacia la parte superior de la imagen las nubes difuminan las cicatrices de una gran tormenta que se desató en todo el planeta a través de gran parte de 2011.

Según una nota de ESA, las sombras proyectadas por los anillos de Saturno aparecen iconos pintados en el hemisferio sur del planeta en dos gruesas bandas rotas por las rayas delgadas, más ligeras, lo que refleja la complejidad de los anillos individuales.

A medida que avanzan las estaciones de Saturno hacia el verano del hemisferio norte, los anillos parecen crecer más y más.

Mientras tanto, Titán, la mayor luna de Saturno, parece que se bloquea en los anillos del planeta, como una perla en un collar.

La sonda Cassini lleva en órbita alrededor de Saturno desde el año 2004 yse encuentra ahora en su segunda extensión de la misión inicial. Según la agencia espacial, esta misión llamada Misión Sosticio se prolongará hasta 2017.

La sonda Cassini detecta lagos ‘tropicales’ en Titán, una luna de Saturno

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La sonda Cassini ha fotografiado una gran mancha oscura entre los trópicos de Titán, la luna más grande de Saturno, que podría estar compuesta por varios lagos de metano líquido, según informó hoy la revista científica «Nature».

Los científicos ya habían observado la presencia de lagos de metano, un tipo de gas natural, en los polos de Titán, pero hasta ahora no se había hallado ninguno en sus regiones ecuatoriales, que en su mayoría son áridas y con grandes extensiones de dunas.

El equipo, liderado por la investigadora Caitlin Griffith, de la Universidad de Arizona (EEUU), analizó el 17% de la superficie tropical de Titán, una región comprendida entre 20 grados de latitud norte y 20 grados de latitud sur.

Conjunto de lagos y pantanos

En este área, las imágenes proporcionadas por la sonda Cassini, que orbita Saturno desde 2004, han permitido detectar una mancha negra de 2.400 kilómetros cuadrados, formada por pequeños óvalos más oscuros, que constituirían un conjunto de pequeños lagos y pantanos, dispersos por la superficie tropical de Titán.

«Tenemos pruebas de la existencia de una región uniformemente negra, que indicaría la presencia de un lago tropical con una profundidad mínima de un metro y de un puñado de estanques más pequeños y menos profundos, similares a los pantanos terrestres, con una profundidad entre el tobillo y la rodilla», explicó a Efe Griffith.

Los lagos descubiertos ahora serían, por tanto, menos profundos que los que los científicos hallaron en los polos, cuya profundidad estiman en hasta 2 metros.

«Titán nos resulta familiar. Su superficie ha sido erosionada por el clima y tiene lagos, canales fluviales y dunas. Además, su atmósfera es capaz de generar nubes que pueden alcanzar cuatro veces el tamaño de las mayores tormentas que se producen en la Tierra«, describió Griffith.

En 2011, la cámara sensible al infrarrojo que incorpora la sonda Cassini permitió detectar signos de una lluvia de metano sobre las dunas cercanas al ecuador de Titán.

GRandes reservas subterréneas de metano

Sin embargo, Griffith y sus colegas no creen que este sea el origen de los lagos y apuestan por una nueva teoría.

En su opinión, los lagos tropicales de Titán se habrían formado gracias a la existencia de grandes reservas subterráneas de metano líquido, que durante los últimos 10.000 años habrían suministrado este material a la superficie.

El descubrimiento de un lago en esta región en concreto «sugiere que existe una fuente subterránea de metano que fluye a la superficie y humedece el suelo. En esencia, esto significaría que habría oasis en Titán».

«En las latitudes tropicales el metano se evapora rápidamente y es transportado hacia los polos, por lo que la existencia de lagos tropicales requiere que haya una fuente subterránea que reponga el metano perdido por la evaporación y la migración hacia los polos», detalló la investigadora.