Determinando la naturaleza de los géiseres de Tritón

Por Daniel Marín, el 8 enero, 2022. Categoría(s): Astronomía • Sistema Solar ✎ 92

En agosto de 1989 la sonda Voyager 2 llevó a cabo la primera y, hasta la fecha, única visita a Neptuno y sus satélites. Uno de los protagonistas de este encuentro fue Tritón, la mayor luna de Neptuno. La Voyager 2 nos reveló un mundo con una superficie muy joven y descubrió lo que parecían ser unos penachos provenientes de la superficie, una señal inequívoca de que estábamos ante un cuerpo activo. Aunque en las imágenes se pueden ver otras estructuras en la superficie, hoy en día, solamente se consideran confirmados dos penachos, denominados Mahilani y Hili, situados a 49º y 57º sur, respectivamente. Los dos se extienden por más de cien kilómetros y alcanzan hasta ocho kilómetros de altura en la tenue atmósfera de nitrógeno de Tritón. Pero, ¿cuál es la naturaleza de estos penachos?

Tritón y Neptuno vistos por la Voyager 2 (NASA).

En su momento, la hipótesis más popular —una vez descartada la posibilidad de que fuese un ‘simple’ fenómeno atmosférico— era que se trataban de géiseres producidos por acción del Sol. Aunque hay varias versiones de esta teoría, la idea fundamental es que la luz del sol atraviesa una capa superficial casi transparente de hielo de nitrógeno y calienta una capa inferior rica en moléculas orgánicas que yace sobre la corteza de la luna, de hielo de agua. El calentamiento causa la sublimación del nitrógeno, que a su vez provoca un aumento de presión que termina por fracturar la corteza de nitrógeno y genera un chorro gaseoso de nitrógeno con partículas oscuras que se libera a la atmósfera. La hipótesis parecía razonable porque los penachos se observaron en el casquete polar sur de Tritón, supuestamente rico en hielo de nitrógeno, cuando el Sol estaba bastante alto sobre el horizonte local. Curiosamente, este fenómeno se pudo observar en detalle en otro cuerpo del sistema solar muy diferente: Marte, aunque con hielo de dióxido de carbono en vez de hielo de nitrógeno. Allí los depósitos estacionales de hielo de dióxido de carbono se acumulan sobre capas más oscuras y, debido a la cambiante luz solar, se producen chorros de dióxido de carbono gaseoso que rompen esta capa de hielo, formando curiosos patrones superficiales.

Los penachos observados por la Voyager 2 (Jason D. Hofgartner et al.).

La hipótesis solar era también popular porque Tritón es un mundo pequeño y, evidentemente, estos fenómenos no podían estar causados por el calor interno de la luna. Sin embargo, la imagen que teníamos de las lunas heladas del sistema solar cambió para siempre cuando la sonda Cassini descubrió que Encélado, el pequeño satélite de Saturno, posee géiseres en su polo sur generados por una actividad interna que también es la causante de que esta luna tenga un océano subterráneo. Actualmente, sabemos que Tritón podría ser un mundo océano, ya que la excentricidad de su órbita es capaz de crear bastante calor por acción de las fuerzas de marea. Y si Tritón tiene una fuente de calor interna y un océano bajo su corteza de hielo, bien podría tener criovulcanismo, como Encélado o, quizá, Europa. Esto explicaría por qué la superficie de Tritón es de las más jóvenes del sistema solar, con una edad inferior a los diez millones de años. Por este motivo, las hipótesis más populares hoy en día para explicar los penachos de Tritón se basan en el criovulcanismo y no en el Sol.

Los tres modelos que explican los penachos de Tritón: el solar, el criovolcánico y el calentamiento de la capa de nitrógeno por calor interno (las dos últimas basadas en el calor interno) (Lizbeth de la Torre y Lisa Poje / Jason D. Hofgartner et al.).

Y es que la hipótesis solar no cuadra demasiado con el flujo estimado de los penachos de Tritón, que se cree que rondan los 400 kg de material expulsado por segundo. En Marte, el flujo de los chorros causados por el calentamiento de los depósitos de hielo de dióxido de carbono no llega a los 0,2 kg/s, mientras que en Encélado el flujo creado por criovulcanismo sería de unos 200 kg/s, más acorde con lo observado en Tritón. Además, la sonda New Horizons no observó ningún penacho similar en Plutón, a pesar de que este cuerpo posee el mayor glaciar de nitrógeno del sistema solar, Sputnik Planitia (aunque es cierto que, en el momento del sobrevuelo de la sonda, el Sol no estaba situado muy alto sobre esta zona). Si el criovulcanismo existe en Tritón, los penachos estarían formados por agua en vez de nitrógeno. Desgraciadamente, la Voyager 2 carecía de la instrumentación adecuada para determinar la composición de los penachos o, en general, de varias zonas de la superficie de Tritón. Una variante de la hipótesis del criovulcanismo predice no obstante la existencia de géiseres de nitrógeno. En este caso, el calor interno se transmitiría al casquete de hielo de nitrógeno, calentándolo y provocando la aparición de penachos explosivos. La diferencia de esta hipótesis con la solar es que aquí no existiría variación estacional en la actividad, que sería más o menos constante.

Los crecientes de Neptuno y Tritón vistos por la Voyager 2 (NASA/JPL).

Huelga decir que no podremos saber qué ocurre realmente en Tritón hasta que enviemos una sonda allí. Además de ser un candidato a mundo océano, Tritón es un objeto del cinturón de Kuiper (KBO) capturado —de hecho, es mayor que Plutón—, así que su estudio debería ser una prioridad. Lamentablemente, no existe ninguna misión prevista para viajar al planeta más lejano del sistema solar. Ya que la misión Trident no fue aprobada, solo podemos esperar que lo sea en el futuro. O, mejor aún, que se apruebe la misión de la NASA para explorar Urano y Neptuno. Y si esta tampoco sale adelante, no olvidemos que China quiere enviar una sonda nuclear a Neptuno y Tritón.

Propuesta de sonda nuclear china para estudiar Neptuno que pasaría por Júpiter (www.guancha.cn).

Referencias:



92 Comentarios

    1. Siempre me ha corroído una duda. ¿Para observar estos cuerpos lejanos del sistema solar no podría usarse un telescopio orbital como el James Webb o el Hubble? Entiendo que quizá no sea posible enficar las ópticas por estar demasiado cerca, ¿pero el resto de dispositivos de radiomedición?

      1. Está demasiado lejos para discernir detalles dede la superficie. Un telescopio de IR como el James Webb puede detectar vapor de agua pero a las gélidas temperaturas de Tritón dudo mucho que haya suficiente vapor para detectarlo (el vapor que lancen los géiseres se congelará al momento). Saludos.

    2. Una mision a Neptuno-Triton con ORBITADOR deberia estar como prioridad uno de las agencias espaciales. Imagina uno que si nadie se ha atrevido a aprobar una mision asi es por el costo, tiempo de la travesia y la complejidad de la mision que minimo seria del tipo ‘Flagship’. Solo NASA-ESA o China estan en capacidad.
      Solo recientemente China logro posar algo por fuera de la Tierra (en la Luna y Marte) y ahora anuncia por primera vez una mision de espacio profundo-profundo.
      ¿la NASA planea una pronta mision a ese destino?
      Me temo que en mi breve existencia no vere orbitar algp en Neptuno Triton.

      1. Prefiero un orbitador a Urano. Está más cerca.
        A ver que dicen los del Decadal de planetaria. Pero tras Europa Clipper hay que elegir otra Flagship.

  1. lo siento… se que no tiene nada que ver con el articulo. (muy interesante la verdad)

    solo quería dejar aquí, lo que yo y otros -durante el aburrimiento de la pandemia- hacíamos para no aburrirnos.
    una gran persona llamada Alfonso moreno («axm moreno») diseño y publico las 135 misiones del transbordador para hacerlos en modelos de papel. (entre otros tantos cohetes)

    aquí están los 6 modelos que durante el aburrimiento de pandemia hice (enterpr-colum-challen-discov-atlan-endeav)
    (fáciles de imprimir y armar) (mucha atención a las ultimas fotos)
    http://www.papermodelers.com/forum/pasa-paper-aeronautical-space-administration/48656-axm-space-shuttle-all-missions-done.html
    (pagina 1 de 2)

    …por cierto…el pdf hecho por Alfonso -el que esta en su pagina- (el «Space-Shuttle-External-Markings») aunque sencillo, y al grano, es muy valioso, este documento incluye todas las modificaciones visuales de cada transbordador, cambios de patrón en las losetas térmicas, cambios de logos, mejoras y modificaciones externas de cada transbordador…misión por misión.
    hasta ahora no he visto (ni en ingles, mucho menos en español) una guia asi, tan completa para saber como era un shuttle espesifico en una mision espesifica.

    saludos

  2. Recuerdo un episodio de RadioSkylab que debatían si era una buena idea el gasto de la misión BepiColombo, o en qué invertirían ese dinero. Carlos Pazos sugirió que él hubiese preferido una a los gigantes de hielo. Estuve muy de acuerdo entonces y este artículo me lo recordó.

    1. Que interesante artículo!!! A veces se nos olvida lo abandonados que están los dos planetas más exteriores de este loco Sistema Solar!!

      Sin duda, se necesitan muchos billetes y mucha voluntad política para mandar misiones a Urano y Neptuno; ojalá más países colaboren en esta emocionante exploración.

      Saludos.

    2. Hummm. Tritón se verá muy pequeño, no creo que tenga resolución suficiente como para hacer espectrografía de zonas concretas del satélite, aunque nunca se sabe. Los astrónomos son muy ingeniosos.
      Sí espero buenas imágenes en el infrarrojo cercano, de Neptuno.

  3. Un tema muy sugerente, que me lleva a intentar imaginar como serán la atmósfera y la superficie de los mundos alejados de las estrellas donde, como en Tritón, las temperaturas permiten cambios de fase del nitrógeno en pocos grados desde sólido a líquido y gaseoso, con pequeños aportes de energía.

    El nitrógeno es muy abundante en el universo, una milésima de la masa de la materia. En la Tierra, de forma natural, solo lo vemos como gas o combinado con otros elementos, porque estamos al calor de una estrella, en una zona minúscula del espacio. Fuera, en los mundos fríos, que deben de ser la mayoría, incluidos los planetas errantes, el nitrógeno podría dar un gran dinamismo a su superficie, como nos sugiere lo visto en Tritón.

    ¿Habrá vida exótica basada en el nitrógeno?

    1. Ese dinamismo de la superficie y esos hielos de Nitrógeno me parece que harán muy peligroso caminar por su superficie. Cada vez veo más complicada la expansión humana por los confines exteriores del Sistema Solar. Diera la impresión de que antes habitaríamos en un exoplaneta favorable que en Tritón.

      En cuanto al origen de la vida en mundos tan fríos, una problemática que veo es que con tanto frío las reacciones químicas son mucho más lentas así que la mecánica evolutiva funcionaría muy despacito.
      Sin embargo, vete a saber… sabemos tan poquito. Hay que seguir investigando.
      ¿Reconoceríamos formas de vida exóticas de Tritón (o Titán) o nos pasarían desapercibidas?

      1. De acuerdo que en el frío la evolución debe de ser muy lenta, pero el universo es tan viejo y hay tantos mundos en los que empezar, que no me parece raro que haya ese tipo de vida, pero quizá nos costaría distinguirla de minerales.

      2. Depende de qué vida esperamos encontrar.

        Si son tapetes bacterianos, o cosas como hongos o líquenes primitivos (aunque sean microscópicos), pues a lo mejor nos cuesta un poco identificarlo.

        Pero si ya es algo un poco más avanzado, como el equivalente de un musgo, o una esponja o un coral… vamos, estructuras orgánicas coletivas y similares, pues seguramente no nos sea difícil.

        Una de las características de toda vida es la organización estructural, ningún organismo es aleatorio, todos son estructuras organizadas y normalmente dotadas de algún tipo de simetría, amén de su complejidad química.

        Yéndonos a algo de más talla, equivalente a un helecho de la Tierra, seríamos perfectamente capaces, al primer vistazo, de saber que estamos viendo algo vivo, algo estructurado y organizado que no ha podido aparecer por acúmulo aleatorio de minerales (como una estructura cristalina). Otra cosa será que seamos capaces de saber QUÉ TIPO de «cosa viva» estamos viendo y si tiene equivalente en nuestro planeta.

      3. Ciertamente suena peligroso mirar en el agujero de un géiser descomunal.
        Yo enviaría alguien experimentado en usar foto-palos-selfie de forma temeraria. Se hará famoso!
        😉

    2. Yo creo que habría que definir claramente qué es vida, y con una perspectiva (o imaginación) muy amplias. Desde luego, vida tal y como lo conocemos en la tierra, basada en nitrógeno y a -100C parece extremadamente difícil. Ahora, sí una especie de priones basados en silicio/azufre/arsenico, o cosas de ese estilo, se pueden considerar vida, pues entonces quizás sí…
      Yo creo que si encontramos vida reconocible será basada en carbono, eso sí, no basada en ADN y todo lo extraña que se quiera imaginar.
      Aunque en realidad, no creo que la vida sea algo frecuente, puede que incluso seamos la única vida inteligente de la galaxia.

  4. Nuestra vida está necesitada de nitrógeno
    ADN,ARN,proteínas,azucares y lípidos contienen nitrógeno en pequeñas cantidades.
    El nitrógeno es muy inerte y no forma moléculas complejas.Como elemento mayoritario es imposible.

          1. Más bien pienso que si hay otro dudo que haya hojas de reclamaciones para aquellos que se esperaban algo muy distinto, y que amenazaban en vida a los que no practicaban su «no religión».

          2. U-95 llámame espeso, pero no he acabado de dilucidar tu comentario.

            Con lo de: «su ‘no religión'»… ¿a quiénes te refieres? ¿A los ateos? ¿A los que siguen religiones falsas (todas lo son)?

          3. Que por ejemplo todos esos evangélicos que predican en las plazas diciendo que los paganos que no aceptamos a Jesús como señor y salvador arderemos en el Infierno murieran y se encontraran en por ejemplo Irkalla, el inframundo sumerio al que iban todos sin distinción alguna -idle a reclamar a Ereshkigal y Nergal si tenéis agallas-.

          4. Vale, entonces lo había entendido bien en un principio.

            Aquí otro «pagano», jajajaja. Aunque prefiero el término «hereje», que es curioso que se use como peyorativo, cuando es un halago en toda regla («hereje» significa, literalmente, «libre de elegir»).

        1. Coincido plenamente. La vida es un bien de cada uno, y si no puede ser vivida con la dignidad que UNO MISMO considere necesaria, SÓLO A ESA PERSONA corresponde decidir si sigue con adelante con su existencia o no.

    1. Los enlaces covalentes e iónicos entre los átomos de la vida que conocemos, basada en el carbono, con el agua como medio, son demasiado fuertes para romperlos a las temperaturas del nitrógeno líquido. Pero, como especulación, quizá se puedan formar «sustancias» y hasta organismos en los que las uniones se hagan por fuerzas débiles y que se requiera poca energía para sus reacciones. Un poco parecido a como se forman los copos de nieve.

      1. La formación de moléculas orgánicas complejas a estas temperaturas es por fotodisociación con luz solar. Es una química leeeenta (como las pizzas) y yo creo que no da para sustentar formas e vida.

        1. Con casi total seguridad me estaré equivocando, perooo… cabría la pequeña posibilidad de que existiesen catalizadores bioquímicos a esas temperaturas que ahora mismo ni se nos ocurren, ni se investigan por, precisamente, considerarse casi incompatibles con la vida.

          1. Es cierto que los investigadores que se ocupan de estudiar exobiologia alternativas deben de contarse con los dedos de una mano.
            Puede haber muchas cosas que realmente desconozcamos… de esas que luego dices ¡anda fíjate! pero que si no lo ves, no caes.

  5. Qué cosas tan curiosas!
    O el nitrógeno serviría para respirar y cultivar -patatas-
    😉
    en las futuras bases de Marte, donde faltaría, y sería su limitante.

    Si no entendí mal, o recuerdo mal, que ya podria ser…

    1. No lo respiramos: tal como entra, sale.

      De hecho, ni las plantas pueden usarlo directamente del aire: dependen de organismos fijadores de nitrógeno para absorberlo por las raíces.

      Simplemente es el componente mayoritario de nuesta atmósfera, pero inútil para la respiración celular.

      Pero para cultivar es imprescindible, COMO NITRATOS. Sin nitrógeno atmosférico (o en fertilizantes) que las bacterias nitrificantes puedan procesar, las plantas no pueden absorberlo y mueren.

      1. Cierto lo que comentas.
        Lo decía porque necesitamos el nitrógeno (helio sería divertido, pero malo) en el proceso mecánico de respirar por la boca y nariz. Y las plantas lo obtienen de unas fuentes que al final puede ser del aire o compuestos de la tierra, hongos…
        En las futuras bases en Marte, creo que se decía que el nitrógeno se iría perdiendo y que costaría demasiado de obtener localmente.
        Pero no tengo ahora enlace, tendría que encontrar dónde lo decían, y quizás lo recuerde mal.

          1. Gracias Pochimax!
            Oh, que el gran pastafari me bendiga con una memoria así,
            y a ver si recuerdo el teléfono de una moza que perdí

          2. 1. , creo que responde al nombre de Dori.
            2. Magnífico flashback a la agricultura

            3 . el N no mata, la ausencia de oxígeno si. Bueno….si produce embolia por descompresión como en los buceadores ??? (tendré que revisar ese ataúd con aspecto deportivo que quizas te permitan solo alquilar para darte una vuelta o solo para probarlo)

          3. De todos modos, a colación de ese artículo que adjuntas, @Pochi, lo de los percloratos es «fácilmente» esquivable con hidroponía, al menos para el ámbito de una base o incluso una ciudad pequeña.

            Ahora, si lo que uno pretende es convertir Vastitas Borealis en Las Grandes Llanuras, pueeees….

        1. No necesitamos nitrógeno para respirar, podemos vivir en una atmósfera pura de oxigeno, por ejemplo. Peligroso, pero posible. Posiblemente haya otras mezclas de gases que nos permitan respirar también sin necesidad de nitrógeno.

          1. Hay varias atmósferas respirables, dependiendo de la presión (por ejemplo, en inmersión a profundidades relevantes, atmósfera de helio con un 2% de O2, si no recuerdo mal).

            Lo que no sé es CUÁNTO TIEMPO podemos estar respirando eso.

            Yo lo que le veo al nitrógeno es que es inerte (y por tanto no va a causar problemas de absorción o reacción con tejidos pulmonares y demás) y que solo aporta presión atmosférica para que podamos subsistir con la presión parcial de oxígeno de esta atmósfera.

            Podría ser sustituido por cualquier otro gas… pero tendría que ser un gas igual de inerte, que no reaccionase espontáneamente con el oxígeno atmosférico, que no lo desplazase (como hace el CO2 en alta concentración) y que mantuviese una presión parcial similar… creo que, como el nitrógeno, pocos vamos a encontrar de forma natural.

            De todos modos, Júpiter está «a tiro de piedra» de Marte y está hasta las trancas de amoníaco (también algunas de sus lunas), del que se puede obtener nitrógeno (e hidrógeno como combustible) sin el menor problema.

            Sí… Titán es más factible para extraer el nitrógeno (está, literalmente, a flor de suelo, y en la atmósfera)… pero pilla más del doble de lejos desde Marte.

    1. Es que si se va allí es para quedarse orbitando y eso cuesta mucho tiempo y dinero. Yo no «desperdiciaría» una misión de sólo pasada ni aún pudiendo pasar por Urano y Neptuno con la misma sonda.

  6. Muy buen artículo personalmente no creo que veamos una sonda de una agencia occidental en neptuno por bastante tiempo si se puede la sonda interestelar de china pero solo hará un sobrevuelo y todavía hay que esperar a que se apruebe y que parar colmo los chinos suelten los datos

  7. Muy interesante la información y la visión que desde el segundo viajero nos traes. (¿La foto es real de la voyager2 o es una composición artística? Porque me he quedado criocpngelado al verla)

    Por otra parte pienso que como las vías romanas o los tendidos eléctricos, deberíamos tener ya un plan para DISPONER de un orbitador , telecomunicador de paso, para uso y disfrute de toda agencia o empresa científica mundial en cada uno de los grandes cuerpos del sistema solar.

    Ese reto no es para un solo país sino que habría que confiar en una colaboración, lo asimétrica que precise, pero global.

    Y como se dice muchas veces en este foro, colaborar y coordinar optimizando los esfuerzos pacíficos.

    ¿Lo veremos alguna vez o seguirá cada uno viendo cómo colocar su orbitador llegado el caso?

    Claro que así en el espacio vaciado se animarán pocos. ( un gran concepto …el espacio vaciado…de sondas terráqueas)

    Voy a echarme la siesta que la cerveza ya hizo su parte. ( jajaja)

  8. Y off-Topic, aunque espero que bien recibido, por fin, el mes de Enero del Blog de Eureka, de Daniel Marín, con los rediseños deseados por el gran público… creo que ya no muevo más la plantilla.

    https://www.docdroid.net/7eUjIK3/enero-pdf

    PD: Alguien dijo que un esquema tipo el que había en twitter con diagramas con los lanzamientos y todo eso estaría chulo. Sí, pero es mucho curro, y para 2022 ya no me da tiempo. Para 2023 si Daniel provee la info, lo hago, sin problema.

    1. es solo un sueño…pero uno asi solo con las fechas de lanzamientos, y sucesos importantes del projecto apollo
      (desde mercury, pasando por gemini) hasta el ASTP.

      o uno similar pero «rojo».

      1. Tiene efemérides… y es tan rojo como blanco y amarillo… Si es espacial, está. Febrero homenajea la Soyuz y tiene los logos de Roscosmos. En Enero se menciona el Luna 1. Es multicolor.

        Eso he intentado.

  9. O.T.:

    James Webb Space Telescope… FULLY DEPLOYED!!

    Ha tardado y ha costado un riñón, el hígado, un pulmón, 6 metros de intestino delgado y el alquiler del ano… pero no ha habido problemas en el despliegue. Northrop ha hecho esto bien (aunque MUY tarde y MUUUUUUY CARO).

    1. Yo miraria mas opciones antes de volver a contratar con Northrom Grupmann, ahi hubo raros sobre-sobre-costos, y habria que mirar como esos mas de 10 mil millones se invirtieron, eso de sub-sub-sub-contratar pues…
      pero bueno, Northrom Grupmann no se podia permitir el fracaso, todo dsra saliendo bien con lo del JWST.

      1. USA «el imperio» está en plena decadencia, así que disfruta del tiempo que os queda.
        Ya era hora de que admitais que vais por el mundo ejerciendo de imperialistas, creyendoos mejores que el resto de habitantes y actuando como los matones que siempre habéis sido.

          1. Tergiversas mis palabras y das por supuesto que prefiero el imperialismo chino, pero has metido la pata hasta el fondo. No quiero ni imperialismo yanqui, ni chino, ni ruso, ni inglés, ni francés, ni alemán, etc. No quiero ningún tipo de imperialismo, tampoco español.

          2. Claro que disfrutaremos más con los chinuzos: moromierdas exportados a Europa por China=0 y por Arabu Saudi/USA=50.000.000 hasta el momento y subiendo

        1. Ah, ni chino, ni yanki, ni ruso, ni alemán, ni francés, ni nada… Un contracorrientoso que va contra todo y que se cortocircuita cuando le pidan que de una alternativa a todo aquello que dice odiar tanto.

          Vaya por Dios, los de la economía planificada, aunque equivocados y la historia lo demuestra, creen en algo.

          Ir en contra de todo, es ser lo que en mi pueblo se llama «un queferós» (Un tío que da que hacer). En castellano, un quejumbroso, vaya.

          Así, que… entendido.

          /ignore @Dédalo

          1. Eres demasiado tonto e ignorante como para que pierda mi tiempo explicándote cosas que no podrás entendender en tu vida.
            Agradecido que a partir de este momento me ignores, así no tendré que recordarte tus limitaciones.

    1. Nunca hay que fiarse de lo que escribe el señor ese.

      Pone cada chorrada que asusta. Los agujeros negros como materia oscura está prácticamente descartado.
      Para leer sobre estas cosas mira le blog de francis, no el ABC.

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