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90 Latinaero magazine
However, the most important
raw ingredient in Titan’s chemical
factory is methane gas. Methane
(CH4) is a molecule made up of one
carbon atom joined to four hydro-
gen atoms. It does not last long be-
cause it is being continuously des-
troyed by sunlight and converted to
more complex molecules and par-
ticles. New research from NASA-fun-
ded scientists attempts to estimate
how long this process has been on.
The results are presented in two
papers appearing in the April 2012
issue of the Astrophysical Journal.
These papers used data collec-
ted by two instruments on-board
NASA’s Cassini spacecraft in orbit
around Saturn and one instrument
on the European Space Agency’s
Huygens probe that landed on
Titan’s surface in January 2005. A
study led by Conor Nixon, a Cassini
team scientist at the NASA Goddard
Space Flight Center in Greenbelt,
Maryland, uses methane infrared
spectra of from Cassini’s composite
IR spectrometer to estimate how
much “heavy” methane containing
rare isotopes is present in Titan’s at-
mosphere.
Isotopes are versions of a chemi-
cal element with diferent masses.
For example, carbon-13 is a hea-
vier (and rare) version of the most
common type of carbon, called
carbon-12. Occasionally, a ₁₃C atom
replaces a ₁₂C atom in a methane
molecule. And because methane
made with ₁₂C is slightly lighter, the
chemical reactions that convert it to
more complex hydrocarbons take place faster. This means ₁₂C
methane gets used up at a slightly more rapid rate than heavy
carbon-13 methane, so the concentration of heavy methane
in Titan’s atmosphere increases slowly.
By modelling how the concentration of heavy methane
changes over time, the scientists predicted how long Titan’s
chemical factory has been running. “Under our baseline model
assumptions, the methane age is capped at 1.6 billion years, or
about a third the age of Titan itself,” said Nixon, who is stationed
at Goddard. “However, if methane is also allowed to escape from
the top of the atmosphere, as some previous work has suggested,
the age must be much shorter – perhaps only 10 million years –
to be compatible with observations.”
Both scenarios assume that methane entered the atmos-
phere in one burst of outgassing, probably from the restruc-
Número 3 - 2012
SPACE & SCI ENCE
 Corpos celestes agraciados com uma atmosfera gasosa
não são muitos em nosso Sistema Solar. Esta é a razão pela
qual esta foto de Titã parece mágica, e ela pode representar
como era a atmosfera da Terra há 600 milhões de anos.
Celestial bodies blessed with a gaseous atmosphere are not
many in our Solar System. This is the reason why this photo
of Titan bears magic as it could represent what our own
Earth’s atmosphere looked like before the appearance of life
in liquid water around 600 million years ago. © NASA
gelada de Titã cobrindo-a de fu-
ligem. Com uma temperatura
brutalmente fria na superfície, em
torno de -170°C, os hidrocarbo-
netos formam lagos de metano e
etano líquidos.
Entretanto, o ingrediente na-
tural mais importante na fábrica
química de Titã é o gás metano.
O metano (CH4) é uma molécula
composta de um átomo de car-
bono unido a quatro átomos de
hidrogênio. Não dura muito tem-
po porque é continuamente des-
truído pela luz solar e convertido
em moléculas e partículas mais
complexas. Uma nova pesquisa f-
nanciada pela NASA tenta estimar
há quanto tempo este processo
vem ocorrendo. Os resultados são
apresentados em dois artigos que
aparecem na edição de abril de
2012 do Astrophysical Journal.
Estes artigos usaram dados
coletados por dois instrumentos
a bordo da espaçonave Cassini
(NASA) orbitando em torno de
Saturno, e um instrumento da
sonda Huygens da Agência Es-
pacial Europeia, que pousou na
superfície de Titã em 2005. Um es-
tudo conduzido por Conor Nixon,
um cientista da equipe Cassini no
Goddard Space Flight Center em
Greenbelt, Maryland, usa espec-
tros de infravermelho de metano
coletados pelo espectrômetro
infravermelho da Cassini para es-
timar quanto metano “pesado”
contendo isótopos raros está pre-
sente na atmosfera de Titã.
Isótopos são versões de um elemento químico com mas-
sas diferentes. Por exemplo, o carbono-13 é uma versão mais
pesada (e rara) do tipo mais comum de carbono, chamado
de carbono-12. Ocasionalmente, uma átomo ₁₃C substitui um
átomo ₁₂C em uma molécula de metano. E porque o metano
formado por ₁₂C é ligeiramente mais leve, as reações quími-
cas que o convertem para hidrocarbonetos mais complexos
ocorrem mais rapidamente. Isto signifca que o metano ₁₂C
é consumido a uma taxa ligeiramente mais rápida do que o
metano pesado ₁₃C, desse modo, a concentração de metano
pesado na atmosfera de Titã aumenta lentamente.
Ao modelar como a concentração de metano pesado
muda ao longo do tempo, os cientistas presumiram há quan-
to tempo a fábrica química de Titã está funcionando. “Em nos-
sos pressupostos do modelo de base, a idade do metano é limi-