Titan

Titan

Saturn VI

Titan ist der fünfzehnte der bekannten Monde Saturns und zugleich der größte:

        Umlaufbahn:  1.221.830 km über Saturn
        Durchmesser: 5150 km
        Masse:       1,35·1023 kg

In der griechischen Mythologie waren die Titanen eine Familie von Giganten, die Kinder von Uranus und Gaia, die danach strebten, den Himmel zu beherrschen, aber von Zeus Familie gestürzt und verdrängt wurden.

Entdeckt von Huygens im Jahre 1655.

Es wurde lange angenommen, Titan wäre der größte Mond im Sonnensystem, kürzliche Beobachtungen brachten jedoch zum Vorschein, daß seine Atmosphäre so dick und daraus folgend seine Oberfläche geringfügig kleiner als die Ganymeds ist. Titans Durchmesser ist trotzdem größer als der von Merkur und Pluto, und auch seine Masse ist höher als die Plutos.

Titan Oberflächengestein
Oberfläche

Eines der Hauptziele der Voyager 1 Mission war die Erforschung Titans. Voyager 1 kam der Oberfläche bis auf 4000 km nahe. Bei diesem Vorbeiflug lernten wir in ein paar Minuten mehr als in den 300 Jahren davor. Ende 2004 begann Cassini mit einer Reihe naher Annäherungen an Titan, wobei mit einer ganzen Batterie von Instrumenten weitere Daten erhoben wurden. Und im Januar 2005 landete die Sonde Huygens tatsächlich auf der Oberfläche und sandte Bilder von der Oberfläche zurück.

nebliger Titan
nebliger Titan

Titan ist in groben Merkmalen ähnlich mit Ganymed, Kallisto, Triton und (wahrscheinlich) Pluto, das heißt, er besteht etwa je zur Hälfte aus gefrorenem Wasser und felsigem Material. Es ist wahrscheinlich, daß es verschiedene Schichten gibt, mit einem etwa 3400 Kilometer starken Gesteinskern umgeben von mehreren Schichten, die sich aus unterschiedlichen kristallinen Formen von Eis zusammensetzen. Sein Inneres könnte immer noch heiß sein. Obwohl seine Zusammensetzung etwa der von Rhea und der anderen Monde von Saturn entspricht, ist er dichter, weil er groß genug ist, daß die Schwerkraft geringfügig sein Inneres zusammenpreßt.

Allein Titan besitzt von allen Satelliten des Sonnensystems eine nennenswerte Atmosphäre. Auf der Oberfläche ist ihr Druck mehr als 1,5 bar (50% höher als der auf der Erde). Sie ist hauptsächlich aus molekularem Stickstoff (wie auf der Erde) mit nicht mehr als 6% Argon und ein paar Prozent Methan zusammengesetzt. Interessanterweise finden sich auch Spuren von mindestens einem Duzend anderer organischer Verbindungen (z. B. Ethan, Wasserstoffzyanid, Kohlendioxid) und Wasser. Die organischen Verbindungen entstehen aus Methan, welches in der oberen Atmosphäre vorherrscht und vom Sonnenlicht aufgespaltet wird. Das Ergebnis ist vergleichbar zum Smog über großen Städten, aber viel dicker. In vieler Hinsicht sind die Bedingungen ähnlich zu jenen der jungen Erde, als dort das Leben begann. Es ist aber diese diesige Atmosphäre, die es so schwer macht, auf Titans Oberfläche zu blicken.

Titan verfügt über kein eigenes Magnetfeld und umläuft Saturn zeitweise auch außerhalb dessen Magnetosphäre. Titan ist deshalb direkt dem Sonnenwind ausgesetzt. Das dürfte einige Moleküle seiner obersten Atmosphäre ionisieren und wegtragen. Es könnte auch manche der absonderlichen chemischen Vorgänge auf Titan antreiben.

Die Oberflächentemperatur Titans beträgt ca. 94 K (–167 °C, –290 °F). Bei dieser Temperatur sublimiert Wassereis nicht, weswegen sich ein wenig Wasserdampf in der Atmosphäre befindet. Nichtsdestoweniger laufen anscheinend viele chemische Reaktionen ab; das Endergebnis gleicht weitestgehend einem sehr dicken Smog.

Es gibt einzelne veränderliche Wolken in Titans Atmosphäre, zusätzlich zu dem allgegenwärtigen tiefen Dunst. Diesew Wolken bestehen wahrscheinlich Methan, Ethan oder anderen einfachen organischen Verbindungen. Andere, kompliziertere Chemikalien in kleinen Mengen müssen für die orangene Färbung verantwortlich sein, die aus dem All zu sehen ist. Eine Analyse der Huygens-Daten werden uns viel über Deteils der atmosphärischen Chemie mitteilen.

Erosion
Erosionsspuren

Vor Cassinis Ankunft erschien es sehr wahrscheinlich, daß die Wolken eine Regen aus Methan oder Ethan produzieren, der wiederum beim Abregnen einen „Ozean“ produziert, der bis zu 1.000 Meter tief sein könnte. Nun, dies scheint zur Zeit nicht der Fall zu sein. Es gibt kaum Zweifel, daß einige aktive Prozesse auf Titan stattfinden; es gibt wenige, falls irgend welche Krater zu sehen wären, die darauf hindeutet, daß die Oberfläche sehr jung sein muß. Es kann aber auch sein, daß die „Seen“ eher schlammig als flüssig sind, oder daß die Becken nicht rund um Uhr flüssig angefüllt sind. Vorläufige Daten nach Huygens deuten an, daß es kurz zuvor geregnet hat, während die Flüsse und Seen Titans trocken wirken. Es gibt klare Beweise für „Niederschlag, Erosion, machanischen Anrieb und andere Fließspuren“. Außerdem hat Cassini Beweise für eine sehr sonderbare Sorte Vulkanismus auf Titan gefunden, die für die ungewöhnlichen Merkmale in der Titanatmosphäre verantwortlich zeichnet.

Wir stehen am Anfang eines Verstehens der Oberfläche von Titan, indem wir die Daten alle verfügbaren Quellen miteinander kompinieren. Riesige erdgebundene Observatorien, die mit Infrarot arbeiten, können wie das Hubble Space Telescope Details der Oberfläche erkennen. Diese Details zeigen einen gigantischen hellen „Kontinent“ (vorläufig „Xanadu“ genannt) auf Titans Halbkugel, die in Umlaufrichtung zeigt, sowie einigere dunklere Gegenden, die Ozeane oder Seen vermuten lassen. Cassinis vile höher auflösendes Infrarot (unten rechts, Naklicken für eine Animation) zeigt dieselben Strukturen, nur detaillierter. Und die Nahaufnahmen von Huygens zeigen etwas, das wie Entwässerungskanäle und Ablaufrinnen aussieht.

Diese Beobachtungen bestätigen auch, daß Titan tatsächlich wie die meisten anderen Saturnmonde seinen Planeten synchron umkreist.

Die Infrarot-Kamera von Cassini hat einen fredmartigen und bisher unerklärlichen hellen Fleck an Titans Oberfläche entdeckt.

Titan ist ein Objekt, das schwierig zu studieren ist. Die Instrumente von Cassini sind speziell entwickelt worden, um in den Dunst einzudringen, der Radarabtaster kann einfach durchsehen und die Huygens-Aufnahmen zeigen die Oberfläche scharf. Aber die Bilder des Orbiters sind immer noch frustrierend unscharf und die Huygensbilder sind knapp an der Zahl und zeigen nur ein winziges Gebiet. Eine Analyse dieser Daten wird einige Zeit in Anspruch nehmen; Titan ist ein sehr fremdartiger Ort.

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Impressum, © Bill Arnett, übersetzt von Helmut Fritsch, gepflegt von Michael Wapp; zuletzt ergänzt: 25. April 2007