La exploración del Sistema Solar está llena de enigmas, pero pocos resultan tan sugerentes como el que acaba de surgir gracias al telescopio espacial James Webb. Un equipo internacional de investigadores ha identificado una señal espectral idéntica en Titán, la mayor luna de Saturno, y en Plutón, el planeta enano situado en los confines del Sistema Solar. El problema es que nadie sabe qué compuesto químico la produce.
El hallazgo, presentado en un estudio publicado en el servidor científico arXiv, ha despertado un gran interés porque la señal no se parece a ninguna detectada anteriormente. En un campo donde cada línea de absorción suele corresponder a un átomo o una molécula perfectamente conocidos, la aparición de una firma desconocida supone una rareza excepcional.
Más llamativo todavía es que haya aparecido en dos mundos muy distintos entre sí, lo que apunta a la posible existencia de procesos químicos compartidos que aún escapan a la comprensión actual.
Los investigadores analizaron datos obtenidos por los instrumentos NIRSpec y MIRI del telescopio James Webb entre 2022 y 2023. En ambos conjuntos de observaciones descubrieron una banda de absorción situada en 5,11 micrómetros. La señal apareció en Titán y posteriormente fue encontrada también en Plutón prácticamente en la misma longitud de onda. En el caso del planeta enano, la banda resulta incluso más ancha que en la luna de Saturno.
La coincidencia reduce considerablemente la posibilidad de que se trate de un error instrumental. La característica fue detectada por instrumentos distintos y en observaciones independientes, lo que refuerza la idea de que corresponde a un fenómeno físico real. Sin embargo, cuando los científicos compararon esa firma con las bases de datos espectroscópicas existentes y con estudios previos, no encontraron ningún compuesto conocido capaz de explicarla.
Dos mundos muy diferentes unidos por una misma química
A primera vista, ambos objetos tienen poco en común. Titán es una luna gigantesca, con una atmósfera densa y lagos estables de hidrocarburos líquidos. Plutón, por el contrario, es un planeta enano extremadamente frío cuya atmósfera es muy tenue. Sin embargo, ambos poseen un elemento fundamental compartido: una atmósfera rica en nitrógeno y metano.
La interacción entre estos gases y la radiación ultravioleta procedente del Sol genera complejas reacciones fotoquímicas que producen nieblas orgánicas y numerosos compuestos de carbono. Precisamente esa combinación podría estar detrás del misterio.
Los investigadores consideran que el entorno formado por nitrógeno, metano y los efectos de la irradiación cósmica podría favorecer rutas químicas semejantes en ambos cuerpos, generando un compuesto o una estructura molecular que todavía no ha sido identificada.
Uno de los aspectos más importantes del estudio es que los modelos atmosféricos de Titán no reproducen ninguna absorción en esa longitud de onda. Eso ha llevado a los científicos a pensar que el origen del fenómeno se encuentra en la superficie y no en la atmósfera.
En Titán, la gruesa neblina atmosférica ha dificultado durante décadas el análisis de los materiales superficiales. La misión Cassini-Huygens permitió descubrir ríos, lagos y dunas, pero nunca consiguió determinar con precisión qué compuestos dominan el suelo de la luna.
En Plutón, cuya atmósfera es mucho más tenue, la superficie puede estudiarse con mayor facilidad. El hecho de que ambos cuerpos presenten la misma señal refuerza la hipótesis de un compuesto presente en sus hielos superficiales.
Los sospechosos: acetileno y benceno mezclados con otros compuestos
Aunque todavía no existe una explicación definitiva, los investigadores manejan varias posibilidades; entre ellas, que el responsable sea el hielo de acetileno (C2H2) o bien el benceno combinado con otras moléculas. La clave, precisamente, estaría en estas mezclas.
Los científicos recuerdan que las firmas espectrales pueden desplazarse cuando una sustancia se encuentra integrada en una matriz compleja de hielos y compuestos orgánicos. Por ello, una molécula conocida podría presentar una huella diferente bajo las condiciones extremas que existen en Titán y Plutón.
El estudio señala: “un mecanismo más probable está relacionado con el estado físico de las especies moleculares implicadas y, más concretamente, con la diversidad de su entorno a escala molecular”.
Titán es considerado uno de los laboratorios naturales más interesantes para estudiar la química prebiótica, es decir, los procesos que preceden a la aparición de la vida. Su atmósfera rica en compuestos orgánicos y la presencia de hidrocarburos líquidos lo convierten en un entorno único.
Plutón, pese a encontrarse en una región mucho más fría y distante, podría estar experimentando mecanismos químicos similares. Si ambos cuerpos producen una misma sustancia desconocida, los investigadores podrían estar observando una nueva familia de procesos químicos capaces de desarrollarse en ambientes ricos en nitrógeno y metano sometidos a radiación.
Los científicos pretenden utilizar nuevas observaciones del James Webb para cartografiar qué regiones de Titán presentan una señal más intensa, con el objetivo de localizar su origen exacto. Además, será necesario reproducir en laboratorios terrestres mezclas químicas similares a las existentes en ambos mundos y comprobar si alguna genera la misteriosa banda de 5,11 micrómetros.
La futura misión Dragonfly de la NASA, prevista para mediados de la década de 2030, también podría aportar pistas decisivas. El dron explorará directamente la superficie de Titán y estudiará su composición química, aunque no dispondrá de espectroscopia infrarroja suficiente para detectar de forma directa esta señal. @mundiario