Titan ist der größte Mond des Saturns und der zweitgrößte im Sonnensystem (nach Ganymed vom Jupiter). Er ist der einzige Mond im Sonnensystem mit Wolken und einer dichten, planetenähnlichen Atmosphäre.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Bedingungen auf dem Titan ähnlich wie in den Anfangsjahren der Erde sind (der Hauptunterschied besteht darin, dass es auf der Erde immer wärmer war, weil sie näher an der Sonne liegt). Laut NASA „ist der größte Saturnmond, Titan, in vielerlei Hinsicht eine der erdähnlichsten Welten, die wir bisher gefunden haben.“

Atmosphäre des Titan

Ein orangefarbener Dunst, der Titan umgibt, gab den Wissenschaftlern auf der Erde bis zur Ankunft der Cassini-Mission im Jahr 2004 Rätsel auf. Die Atmosphäre des Titan erstreckt sich über eine Höhe von etwa 600 Kilometern (370 Meilen) und ist damit viel höher als die Atmosphäre der Erde. Wegen der hohen Atmosphäre galt Titan lange Zeit als der größte Mond im Sonnensystem. Erst 1980 kam Voyager nahe genug heran, um festzustellen, dass er in Wirklichkeit kleiner als Ganymed ist.

Titans Atmosphäre ist aktiv und komplex und besteht hauptsächlich aus Stickstoff (95 Prozent) und Methan (5 Prozent). Titan weist auch organische Moleküle auf, die Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten und oft Sauerstoff und andere Elemente enthalten, die der Erdatmosphäre ähneln und für das Leben wichtig sind.

Es gibt ein ungelöstes Rätsel um die Atmosphäre des Titan: Da Methan durch das Sonnenlicht abgebaut wird, glauben Wissenschaftler, dass es eine andere Quelle gibt, die das verlorene Methan wieder auffüllt. Eine mögliche Methanquelle ist vulkanische Aktivität, die jedoch noch nicht bestätigt werden konnte.

Titans Atmosphäre entweicht möglicherweise auf ähnliche Weise in den Weltraum wie die Atmosphäre der Erde. Die Raumsonde Cassini hat Polarwinde entdeckt, die Methan und Stickstoff (die durch Wechselwirkungen mit Licht aufgeladen sind) entlang des Saturnmagnetfeldes aus der Atmosphäre ziehen. Es wird angenommen, dass ein ähnlicher Prozess auch auf der Erde mit unserem eigenen Magnetfeld stattfindet.

„Cassini und Huygens haben uns auf dem größten Saturnmond, Titan, eine der erdähnlichsten Welten gezeigt, die wir je gesehen haben, mit Wetter, Klima und Geologie, die neue Wege zum Verständnis unseres Heimatplaneten eröffnen“, heißt es auf der Website des Jet Propulsion Laboratory der NASA.

Magic Island

Es gibt eine Fülle von Methanseen, die sich vor allem in der Nähe seines Südpols befinden. Im Jahr 2014 entdeckten Wissenschaftler eine vorübergehende Erscheinung, die sie scherzhaft als „magische Insel“ bezeichneten. Es ist möglich, dass Stickstoffblasen, die sich in Titans Ozeanen gebildet haben, für eine gewisse Zeit auf der Oberfläche sitzen und eine temporäre Insel bilden, die sich schließlich auflöst.

„Was ich an Titan wirklich besonders finde, ist, dass er flüssige Methan- und Ethan-Seen und Meere hat und damit die einzige andere Welt im Sonnensystem ist, die stabile Flüssigkeiten auf ihrer Oberfläche hat“, sagte Jason Hofgartner, ein Planetenforscher an der Cornell University, 2014 gegenüber Space.com. „Er hat nicht nur Seen und Meere, sondern auch Flüsse und sogar Regen. Er verfügt über einen so genannten hydrologischen Kreislauf, den wir analog zum Wasserkreislauf der Erde studieren können – und er ist der einzige andere uns bekannte Ort, an dem wir das tun können.“

Große Bereiche der Titanoberfläche sind mit Sanddünen aus Kohlenwasserstoff bedeckt. Die Dünen auf dem Titan können der namibischen Wüste in Afrika ähneln.

Da Methan auf dem Titan flüssig ist, verdunstet es auch und bildet Wolken, was gelegentlich Methanregen verursacht. Wolken aus Methaneis und Zyanidgas schweben über der Mondoberfläche.

„Titan verblüfft weiterhin mit natürlichen Prozessen, die denen auf der Erde ähneln, aber mit anderen Materialien als dem uns vertrauten Wasser“, sagte der stellvertretende Cassini-Projektwissenschaftler Scott Edgington vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, in einer Erklärung.

Das Sonnenlicht ist auf Titan recht schwach, und das Klima wird hauptsächlich durch Veränderungen in der Lichtmenge bestimmt, die mit den Jahreszeiten einhergeht.

Daten deuten auch auf das Vorhandensein eines flüssigen Ozeans unter der Oberfläche hin, aber das muss noch bestätigt werden.

Da immer mehr Planeten außerhalb des Sonnensystems gefunden wurden, diente Titan als Modell für bewölkte Körper. Die Untersuchung der Atmosphäre des Mondes hat den Wissenschaftlern geholfen, die Atmosphären dieser fernen Systeme zu verstehen.

„Es hat sich herausgestellt, dass man eine Menge lernen kann, wenn man sich einen Sonnenuntergang ansieht“, sagte Tyler Robinson vom Ames Research Center der NASA in einer Erklärung.

Cassini-Raumsonde auf Titan

Im Jahr 2017 beendete die Cassini-Raumsonde ihre zwei Jahrzehnte dauernde Mission zum Saturn. Die am 15. Oktober 1997 gestartete Raumsonde erreichte den Saturn am 30. Juni 2004. Bei seiner Ankunft setzte Cassini die von der Europäischen Weltraumorganisation gebaute Huygens-Sonde ab. Huygens war für die Untersuchung von Titan ausgerüstet und landete auf dem Saturnmond, wobei sie erstaunliche Ergebnisse erzielte. Zum Beispiel wurden auf dem Mond viele Berge mit einer Höhe von über 10.000 Fuß identifiziert.

Die Huygens-Sonde landete am 14. Januar 2005 per Fallschirm. Aufgrund der Beobachtungen von Huygens wurde Titan zu einer der wichtigsten Prioritäten für Wissenschaftler. Die Mission hat hervorragende Ergebnisse erzielt, wie z. B. die Aufnahme der höchstauflösenden Bilder, die je von der Oberfläche dieses Mondes gemacht wurden.

Während der Hauptmission und der erweiterten Mission konnte Cassini grundlegende Daten über die Struktur des Titans und die komplexe organische Chemie seiner Atmosphäre gewinnen. Aufgrund der Ergebnisse von Cassini vermuten die Wissenschaftler das Vorhandensein eines inneren Ozeans, der aus Wasser und Ammoniak besteht. Die Raumsonde hat auch jahreszeitliche Veränderungen festgestellt, etwa als sich 2015 eine Eiswolke auf der südlichen Hemisphäre des Titan bildete (was darauf hindeutete, dass der Winter in dieser Zone streng sein würde).

Der Schwerpunkt der Mission in Bezug auf Titan war es, Anzeichen für jahreszeitliche Veränderungen und vulkanische Aktivität zu finden.

Titan spielte eine dominante Rolle bei Cassinis geplantem Ende. Der massive Mond lieferte den Gravitationsschub, den die Sonde benötigte, um in den letzten Monaten zwischen den Saturnringen hindurchzufliegen und eine nie zuvor gesehene Region zu erkunden. Titans Schub, der mehr als vier Monate vor Cassinis Selbstmordsturz kam, war der Punkt, an dem es kein Zurück mehr gab, da er die Geschwindigkeit der Raumsonde in Bezug auf den Saturn um etwa 3.098 km/h erhöhte.

„Mit diesem Vorbeiflug haben wir uns dem großen Finale verschrieben“, sagte Earl Maize, Cassini-Projektleiter am JPL, in einer Erklärung nach dem Vorbeiflug im April 2017. „Die Sonde befindet sich jetzt auf einer ballistischen Bahn, so dass wir, selbst wenn wir auf künftige kleine Kurskorrekturen mit Hilfe von Schubdüsen verzichten würden, auf jeden Fall am 15. September in die Saturnatmosphäre eintreten würden.“

Nach diesem großen Schub nutzte die Sonde Titan weiterhin, um ihre Umlaufbahn zu optimieren, und näherte sich Titan am 12. September 2017 endgültig an. In den 13 Jahren, in denen Cassini den Saturn umkreist hat, kam es zu 127 Begegnungen mit dem Mond, einige davon aus der Nähe, andere aus der Ferne.

„Cassini hat eine langfristige Beziehung zu Titan, mit einem neuen Rendezvous fast jeden Monat für mehr als ein Jahrzehnt“, sagte Maize in einer separaten Erklärung „Diese letzte Begegnung ist eine Art bittersüßer Abschied, aber wie während der gesamten Mission schickt die Schwerkraft von Titan Cassini wieder dorthin, wo wir sie brauchen.

Möglichkeiten für Leben

Es wird angenommen, dass die Bedingungen auf Titan den Mond in ferner Zukunft bewohnbar machen könnten. Wenn die Sonne ihre Temperatur erhöht (in 6 Milliarden Jahren) und zu einem roten Riesenstern wird, könnte die Temperatur des Titan so weit ansteigen, dass auf seiner Oberfläche stabile Ozeane entstehen, so einige Modelle. In diesem Fall könnten auf Titan ähnliche Bedingungen wie auf der Erde herrschen, die für einige Lebensformen günstig sind.

Experimente auf der Erde legen nahe, dass Titan bewohnbarer sein könnte als bisher angenommen. Komplexe organische Chemikalien, von denen man früher annahm, dass sie hoch in der Atmosphäre schweben, könnten näher an der Oberfläche liegen als angenommen.

„Wissenschaftler dachten bisher, dass die Chemie der Atmosphäre des Mondes im Grunde träge und stumpf ist, wenn wir uns der Oberfläche des Titan nähern“, sagte Murthy Gudipati, der Hauptautor der Studie am JPL, in einer Erklärung. „Unser Experiment zeigt, dass das nicht wahr ist. Die gleiche Art von Licht, die die biologische Chemie auf der Erdoberfläche antreibt, könnte auch die Chemie auf Titan antreiben, obwohl Titan viel weniger Licht von der Sonne erhält und viel kälter ist. Titan ist kein schlafender Riese in der unteren Atmosphäre, sondern zumindest halb wach in seiner chemischen Aktivität.“

Weitere Fakten zu Titan

Titans Name stammt aus der griechischen Mythologie. Die Titanen waren ältere Götter, die das Universum regierten, bevor die Olympier an die Macht kamen, so die Website des Theoi-Projekts.

Der Mond wurde 1655 vom niederländischen Astronomen Christiaan Huygens entdeckt. Die Huygens-Lander-Sonde, die von der Europäischen Weltraumorganisation an Bord der NASA-Raumsonde Cassini zum Mond geschickt wurde, ist nach ihm benannt. Huygens war das erste von Menschen gebaute Objekt, das auf der Oberfläche des Titans landete.

Titans Durchmesser ist 50 Prozent größer als der des Erdmondes. Titan ist größer als der Planet Merkur, hat aber nur die halbe Masse des Planeten.

Titans Masse besteht hauptsächlich aus Wasser in Form von Eis und felsigem Material.

Titan hat kein Magnetfeld.

Statistiken über Titan

• Durchmesser: 5.150 Kilometer (3.200 Meilen), etwa halb so groß wie die Erde und fast so groß wie der Mars
• Oberflächentemperatur: minus 179 Grad Celsius (minus 290 Grad Fahrenheit), wodurch das Wasser so hart wie Gestein ist und Methan in flüssiger Form gefunden werden kann
• Oberflächendruck: Etwas höher als der Druck auf der Erde. Auf der Erde beträgt der Druck auf Meereshöhe 1 bar, auf Titan 1,6 bar.
• Orbitalperiode: Knapp 16 Erdtage. Titan befindet sich in synchroner Rotation mit Saturn und ist bei seiner Umkreisung dem Planeten zugewandt.

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Zusätzliche Berichterstattung durch Elizabeth Howell.