Titan (vanakreeka keeles Τῑτάν) on üks Saturni kuudest. Selle leidis Christiaan Huygens 25. märtsil 1655. aastal.

Üldised andmed: suurus, orbiit ja gravitatsioon

Titan on Saturni suurim kuu ja suuruselt teine kuu Päikesesüsteemis. Titan on suurem kui planeet Merkuur: tema ekvaatori läbimõõt (laius ekvaatoril) on umbes 5 150 km. Raadius on ligikaudu 2 575 km. Titan tiirleb Saturnist keskmiselt 1 221 865 km kaugusel ning teeb orbiidi ümber Saturni umbes 16 päevaga (sünkroonne ehk lukustatud pöörlemine tähendab, et Titan pöörab end samal ajal, kui tiirleb—tema sama külg jääb pidevalt Saturni poole).

Pinna raskuskiirendus on umbes 0,14 kordi Maa omast (umbes 1,35 m/s²), mis tähendab, et objekt, mis Maal kaalub 100 kg, Titanil kaaluks umbes 14 kg.

Atmosfäär ja keemia

Titaanil on kõigist kuudest kõige tihedam atmosfäär, isegi tihedam kui Maa oma. Pinnal on rõhk umbes 1,45 korda Maa atmosfäärirõhust (umbes 1,45 bar). Temperatuur on väga madal, ligikaudu −179 °C (≈94 K).

Atmosfäär koosneb peamiselt lämmastikust (lämmastik), aga sisaldab ka märgatavat hulka metaani ja teisi süsivesinikke. Päikese valguse toimel tekib atmosfääris keeruline fotokeemia, mille tulemusena moodustuvad suured orgaanilised molekulid ja tolmused tahked osakesed (nii-öelda tholins), mis annavad Titanile iseloomuliku oranži-halli udukihi.

Kuigi metaan ei ole otseselt väga mürgine, on Titanil leiduvad gaasid ja orgaanilised ühendid inimestele ohtlikud ning õhku ei saa hingata. Atmosfääris leidub ka muid mürgiseid või kahjulikke ühendeid (nt mõned tsüanogeenid ja aromaatsed süsivesinikud).

Pinnale iseloomulikud vormid: järved, mered, liivadüünid ja võimalik veeaookean

Titan on ainus teadaolev kuu (välja arvatud Maa), mille pinnal leidub püsivaid vedelikke: need ei ole vee vaid peamiselt vedel metaani ja eetaani segu. Suured merealad ja järved on koondunud peamiselt polaaraladele—tuntumad basseinid on Kraken Mare, Ligeia Mare ja Punga Mare, kus leidub sadu kuni tuhandeid kilomeetreid ulatuvaid järvesid ja merelaike.

Pinnal on ka laialdased musta-halli liivadüünid, mida moodustavad tahked süsivesinikkiterad (nn "karbid" või orgaanilised liivaterad), künkad ja võimalikud mäeahelikud ning tunnuseid cryovulcanismist (külmunud vulkaanid, mis võivad pursata vee- ja ammoniasegust sulatist). Seesama Titanile omane külm kliima ja orgaaniline keemia loovad unikaalse "metaanitsükli", mis sarnaneb Maa veeringe ringiga: metaan aurub, kondenseerub pilvedes, sajab maapinnale ja koguneb järvedesse.

Andmed viitavad ka allpoolisele soojale kihile ehk võimalikule merele vedelate vee ja ammoniaagi seguga, mis asuks jäätunud kooriku all — see suurendab huvi Titani eluvõimalikkuse uurimise vastu.

Uurimine: sondid ja tulevik

  • Cassini–Huygens: 2004–2017 perioodil uuris Saturni süsteemi Cassini orbiter ja selle koosseisu kuulunud ESA sond Huygens maandus Titanile 14. jaanuaril 2005. Huygens saatis esimesed otseandmed Titanilt, sealhulgas fotod pinnast, temperatuuri- ja rõhumõõtmised ning maapinna omaduste näited.
  • Cassini jälgis aastate jooksul Titani atmosfääri, pindu ja järvi, avastades laiaulatuslikke orgaanilise aine varusid, meredes ja jõgede süsteeme ning hooajalisi muutusi.
  • Tulevased missioonid: NASA on kavandanud missiooni Dragonfly — see on rotor-kopter, mis peaks lendama Titani pinnal, tegema keemilisi ja geoloogilisi mõõtmisi ning otsima tingimusi, mis võiksid toetada keemilisi protsesse, mis on astrobioloogiliselt huvitavad. Dragonfly on planeeritud startima 2020ndatel ja jätkab Titani uurimist.

Miks Titan on eriline?

Titan pakub ainulaadset looduslaborit: tihe lämmastikune atmosfäär, rikkalik orgaaniline keemia, vedelate süsivesinike järved ja võimalik allpooline veekogumik teevad sellest koha, kus saab uurida nii primitiivseid keemilisi samme, millest võivad tekkida keerukamad orgaanilised ühendid, kui ka planeetide atmosfäärilisi protsesse teistest maailmadest väga erinevas keskkonnas.

Kokkuvõttes on Titan suur, keeruka atmosfääriga ja geoloogiliselt aktiivne kuu, mis eristub seni tuntud kuude seast ja jätab palju küsimusi tulevaste missioonide ja teadusuuringute jaoks.