LOS VIENTOS DE TITÁN SE ACELERAN UN TERCIO EN 27 DÍAS

Titán, la mayor luna de Saturno, tiene una atmósfera densa —1,45 bar en la superficie— compuesta por cerca de un 98 % de nitrógeno y un 2 % de metano, además de toda una química de nitrilos e hidrocarburos. Gira despacio, una vez cada 15,9 días terrestres. Sin embargo, su atmósfera está en superrotación: los vientos rodean toda la luna mucho más deprisa de lo que gira el cuerpo sólido.

Estos vientos se dedujeron primero de forma indirecta, y luego se confirmaron por debajo de 150 km con mediciones Doppler de la misión Cassini-Huygens. Mezclan sustancias químicas entre el día y la noche, ayudan a atrapar moléculas en el vórtice polar invernal y se cree que modelan las dunas orgánicas de Titán. Pero medirlos cerca del ecuador es difícil: el método basado en los mapas de temperatura de Cassini falla allí.

Una sorpresa de 2016-2017

Observaciones anteriores con ALMA, el Gran Conjunto Milimétrico/submilimétrico de Atacama, en Chile, habían hallado algo inesperado: entre agosto de 2016 y mayo de 2017, el viento ecuatorial a unos 1.000 km de altitud cayó un 47 %, de 373 a 196 metros por segundo. Los modelos climáticos de Titán, cuyo techo se detiene hacia los 500 km, no producen oscilaciones así.

Martin Cordiner, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, y colegas de Yale, Bristol, Caltech, el Instituto Científico del Telescopio Espacial y otras instituciones se propusieron observar una capa más baja de la atmósfera durante más tiempo.

Leer el viento en una molécula

El equipo observó el acetonitrilo (CH₃CN), una molécula de la atmósfera de Titán, en cinco nuevas fechas entre junio de 2022 y mayo de 2023, y volvió a analizar dos fechas de archivo de 2016 y 2017. En un borde de la luna, el gas viene hacia nosotros; en el otro, se aleja. El minúsculo desplazamiento de la frecuencia de sus líneas de radio —el efecto Doppler— da la velocidad del viento.

La medición es más sensible hacia los 250 km de altitud, en un intervalo de 200 a 490 km: la estratosfera superior y la mesosfera inferior. Las siete fechas abarcan casi una estación completa de Titán, de finales del otoño austral a finales del invierno austral.

Rápidos y caprichosos

• Los vientos más rápidos siempre se sitúan a menos de unos 10 grados del ecuador, con hasta 240 ± 26 m/s en agosto de 2016.
• De 2016 a junio de 2022, el viento de latitudes bajas se frenó de forma constante un 46 %, hasta 130 m/s.
• Después fluctuó entre unos 130 y 170 m/s, con saltos de unos 40 m/s.
• Entre el 12 de abril y el 9 de mayo de 2023 —solo 27 días terrestres, menos de dos días de Titán— subió de 120 a 159 m/s, un aumento del 33 %. Durante esas mismas semanas, los vientos de latitudes altas se mantuvieron estables.

Los autores lo consideran la primera detección de cambios fuertes y continuos en los vientos ecuatoriales de Titán en escalas de tiempo de un mes o menos.

En 2022-2023, el perfil de vientos mostraba además dos lóbulos: una banda casi ecuatorial y una segunda banda entre 40 y 60 grados sur, la corriente en chorro invernal que predicen los modelos y que Cassini había observado.

Lo que se les escapa a los modelos

Dos modelos de circulación general de última generación, TitanWRF y TAM, reproducen la lenta tendencia estacional: el largo descenso y después un ascenso más moderado. En latitudes altas, sus velocidades del viento quedan a menos de un 30 % de las observaciones.

Pero los modelos sitúan los vientos más rápidos en latitudes altas de invierno, hacia 40 a 50 grados sur, y sus vientos ecuatoriales son hasta dos veces más lentos, con la mayor diferencia en torno al solsticio. Ninguno capta los saltos bruscos a escala de un mes, al menos en sus promedios de diez años. Ambos modelos dan resultados parecidos aunque solo TAM incluye nubes y lluvia de metano, lo que sugiere que los procesos húmedos importan poco a estas altitudes.

Ondas en un cielo que gira despacio

Los autores proponen que los cambios repentinos se deben a inestabilidades atmosféricas. En las simulaciones, unas ondas llamadas inestabilidades de Rossby-Kelvin transportan momento angular hacia el ecuador e impulsan la superrotación; un debilitamiento temporal podría explicar una ralentización repentina. En torno al solsticio, los datos sugieren también que el momento angular se desplaza hacia abajo, de altitudes mayores a menores.

Su recomendación para los modelizadores: elevar el techo de los modelos de Titán de unos 500 a unos 1.000 km, afinar su rejilla vertical y seguir observando con ALMA. Una corriente en chorro ecuatorial muy variable sobre una luna que gira despacio es, señalan, un caso de prueba para otras atmósferas en superrotación, dentro y fuera del sistema solar.