De grootste maan van Saturnus, Titan, is een ijzige wereld waarvan het oppervlak volledig wordt verduisterd door een gouden wazige atmosfeer.

Titan is de op één na grootste maan in ons zonnestelsel. Alleen Jupiters maan Ganymedes is slechts 2 procent groter. Deze mammoetmaan is de enige maan in het zonnestelsel met een dichte atmosfeer, en het is de enige wereld naast de aarde met staande vloeistoflichamen, waaronder rivieren, meren en zeeën, op het oppervlak. Net als de aarde bestaat de atmosfeer van Titan voornamelijk uit stikstof, plus een kleine hoeveelheid methaan. Het is de enige andere plaats in het zonnestelsel waarvan bekend is dat er een aardachtige cyclus is van vloeistoffen die uit wolken regenen, over het oppervlak stromen, meren en zeeën vullen en weer verdampen in de lucht (vergelijkbaar met de watercyclus van de aarde). Het is de enige andere plaats in het zonnestelsel waarvan bekend is dat er een aardachtige cyclus is van vloeistoffen die uit wolken regenen, over het oppervlak stromen, meren en zeeën vullen en weer verdampen in de lucht (vergelijkbaar met de watercyclus van de aarde).

Titan is groter dan de planeet Mercurius.

Grootte en afstand.

Titan heeft een straal van ongeveer 2575 kilometer (1600 mijl) en is bijna 50 procent breder dan de maan van de aarde. Titan is ongeveer 1,2 miljoen kilometer (759.000 mijl) verwijderd van Saturnus, die zelf ongeveer 1,4 miljard kilometer (886 miljoen) mijl van de zon is, of ongeveer 9,5 astronomische eenheden (AU). Eén AU is de afstand van de aarde tot de zon. Licht van de zon doet er ongeveer 80 minuten over om Titan te bereiken; vanwege de afstand is het zonlicht ongeveer 100 keer zwakker op Saturnus en Titan dan op aarde.

De baan van de maan Deimos om mars.
Een indruk van de grote van Titan in vergelijking tot de aarde en onze maan.

Baan en rotatie.

Titan heeft 15 dagen en 22 uur nodig om een volledige baan om Saturnus te voltooien. Titan is ook getijde vergrendeld in synchrone rotatie met Saturnus, wat betekent dat, net als de maan van de aarde, Titan altijd hetzelfde gezicht naar de planeet laat zien terwijl deze om zijn baan draait. Saturnus heeft ongeveer 29 aardse jaren nodig om om de zon te draaien (een Saturnus jaar), en de rotatie-as van Saturnus is gekanteld zoals die van de aarde, wat resulteert in seizoenen. Maar het langere jaar van Saturnus produceert seizoenen die elk meer dan zeven aardse jaren duren. Aangezien Titan ongeveer langs het equatoriale vlak van Saturnus draait en de kanteling van Titan ten opzichte van de zon ongeveer hetzelfde is als die van Saturnus, volgen de seizoenen van Titan hetzelfde schema als die van Saturnus - seizoenen die meer dan zeven aardse jaren duren.

Structuur.

De interne structuur van Titan is niet helemaal bekend, maar een model op basis van gegevens van de Cassini-Huygens-missie suggereert dat Titan vijf primaire lagen heeft. De binnenste laag is een kern van gesteente (in het bijzonder waterhoudend silicaatgesteente) met een diameter van ongeveer 4.000 kilometer. Rondom de kern bevindt zich een schil van waterijs - een speciaal type ijs-VI dat alleen bij extreem hoge drukken wordt aangetroffen.

De baan van de maan Deimos om mars.
Structuur Titan.

Het hogedrukijs is omgeven door een laag zout, vloeibaar water, waarop zich een buitenste korst van waterijs bevindt. Dit oppervlak is bedekt met organische moleculen die zijn geregend of anderszins uit de atmosfeer zijn neergeslagen in de vorm van zand en vloeistoffen. Het oppervlak wordt omhuld door een dichte atmosfeer.

Vorming.

Wetenschappers zijn niet zeker over de oorsprong van Titan. De atmosfeer geeft echter een aanwijzing. Verschillende instrumenten van de Cassini-Huygens-missie van NASA en ESA hebben de isotopen stikstof-14 en stikstof-15 in de atmosfeer van Titan gemeten. De instrumenten ontdekten dat de stikstofisotoopverhouding van Titan het meest lijkt op die gevonden in kometen uit de Oortwolk - een bol van honderden miljarden ijzige lichamen waarvan gedacht wordt dat ze om de zon draaien op een afstand tussen 5.000 en 100.000 astronomische eenheden van de zon (de aarde is ongeveer één astronomische eenheid van de zon - ongeveer 150 miljoen kilometer). Titan's atmosferische stikstofverhouding suggereert dat de bouwstenen van de maan vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel werden gevormd, in dezelfde koude schijf van gas en stof die de zon vormde (de protosolaire nevel), in plaats van zich te vormen in de warmere schijf van materiaal die Saturnus later vormde van (de subnevel van Saturnus genoemd).

Oppervlakte.

Het oppervlak van Titan is een van de meest aardse plaatsen in het zonnestelsel, zij het bij enorm koudere temperaturen en met een andere chemie. Hier is het zo koud (-179 graden Celsius) dat waterijs de rol van rots speelt. Titan kan ook vulkanische activiteit hebben, maar met vloeibaar water "lava" in plaats van gesmolten gesteente. Het oppervlak van Titan is gevormd door stromend methaan en ethaan, dat rivierkanalen uitsnijdt en grote meren vult met vloeibaar aardgas. Geen enkele andere wereld in het zonnestelsel, behalve de aarde, heeft dat soort vloeibare activiteit op het oppervlak.
Uitgestrekte gebieden met donkere duinen strekken zich uit over het landschap van Titan, voornamelijk rond de equatoriale gebieden. Het "zand" in deze duinen bestaat uit donkere koolwaterstofkorrels waarvan men denkt dat ze op koffiedik lijken. Qua uiterlijk lijken de hoge, lineaire duinen niet op die in de woestijn van Namibië in Afrika. Titan heeft weinig zichtbare inslagkraters, wat betekent dat het oppervlak relatief jong moet zijn en een combinatie van processen het bewijs van inslagen in de loop van de tijd uitwist. De aarde is ook in dat opzicht vergelijkbaar; kraters op onze planeet worden gewist door de meedogenloze krachten van stromende vloeistof (water, in het geval van de aarde), wind en het recyclen van de korst via platentektoniek. Deze krachten zijn ook aanwezig op Titan, in gewijzigde vorm. Met name tektonische krachten - de beweging van de grond als gevolg van druk van onderaf - lijken aan het werk te zijn op de ijzige maan, hoewel wetenschappers geen bewijs zien van platen zoals op aarde.

De baan van de maan Deimos om mars.
Valhalla is de grootste krater van Callisto met een diameter van meer dan 300 kilometer (190 mijl), terwijl de concentrische ringen eromheen zich uitstrekken tot 3.000 kilometer (1.900 mijl).

Atmosfeer.

Ons zonnestelsel herbergt meer dan 150 manen, maar Titan is uniek omdat het de enige maan is met een dikke atmosfeer. Aan het oppervlak van Titan is de atmosferische druk ongeveer 60 procent groter dan op aarde - ongeveer dezelfde druk die een persoon zou voelen zwemmen op ongeveer 15 meter diepe. Omdat Titan minder massief is dan de aarde, houdt zijn zwaartekracht zijn gasvormige omhulsel niet zo stevig vast, dus strekt de atmosfeer zich uit tot een hoogte die 10 keer hoger is dan die van de aarde - bijna 600 kilometer de ruimte in.
De atmosfeer van Titan bestaat voornamelijk uit stikstof (ongeveer 95 procent) en methaan (ongeveer 5 procent), met kleine hoeveelheden andere koolstofrijke verbindingen. Hoog in de atmosfeer van Titan worden methaan- en stikstofmoleculen uit elkaar gehaald door het ultraviolette licht van de zon en door hoogenergetische deeltjes die worden versneld in het magnetische veld van Saturnus. De stukjes van deze moleculen recombineren om een ​​verscheidenheid aan organische chemicaliën te vormen (stoffen die koolstof en waterstof bevatten), en bevatten vaak stikstof, zuurstof en andere elementen die belangrijk zijn voor het leven op aarde.

De ruimtesondes Pioneer 11 (1979), Voyager 1 (1980) en Voyager 2 (1981) bezochten Titan.
De Amerikaans-Europese ruimtesonde Cassini-Huygens, die in 1997 werd gelanceerd breikte Saturnus op 1 juli 2004. Een kleinere sonde aan boord van Cassini de sonde Huygens lande op 14 januari 2005 op Titan.

Sommige verbindingen die worden geproduceerd door die splitsing en recycling van methaan en stikstof creëren een soort smog - een dikke, oranjekleurige waas waardoor het oppervlak van de maan vanuit de ruimte moeilijk te zien is. (Ruimtevaartuigen en telescopen kunnen echter door de waas heen kijken bij bepaalde golflengten van licht buiten de golflengten die zichtbaar zijn voor het menselijk oog.) Sommige van de zware, koolstofrijke verbindingen bezinken op het oppervlak van de Titan - deze koolwaterstoffen spelen de rol van "zand" in de uitgestrekte duinvelden van Titan. En methaan condenseert tot wolken die af en toe het oppervlak doordrenken met methaanstormen.
Het methaan in de atmosfeer van Titan is wat de complexe atmosferische chemie mogelijk maakt, maar waar al dat methaan vandaan komt, is een mysterie. Omdat zonlicht continu methaan in de atmosfeer van Titan afbreekt, moet een bron het aanvullen, anders zou het na verloop van tijd uitgeput raken. Onderzoekers vermoeden dat methaan door cryovulkanisme in de atmosfeer van Titan kan worden uitgebraakt - vulkanen die gekoeld water afgeven in plaats van gesmolten gesteentelava - maar ze weten niet zeker of dit of een ander proces verantwoordelijk is.

De zeeën van Titan.

Instrumenten aan boord van de ruimtesonde Cassini van de NASA, die deel uitmaakt van de Amerikaans-Europees-Italiaanse missie Cassini-Huygens naar de planeet Saturnus en zijn manen, hebben bewijzen gevonden voor het bestaan van zeeën op de Saturnusmaan Titan. De maan heeft niet alleen grote maar ook diepe zeeën van vloeibaar methaan. De zee Kraken Mare bij de noordpool van Titan is 1000 km lang en bevat 80 van alle vloeistof op de maan. Het onderzoek met de sonde Cassini toonde aan dat de zee mogelijk 100 tot 300 meter diep is. NASA speelt met de gedachte een onderzeeër naar de Krake Mare te zenden om de zeebodem, het getij en de stromingen te bestuderen.

Titan.
Baankarakteristieken.
Natuurkundige kenmerken.
Atmosferische gegevens.