Titan on Saturnuksen suurin kuu ja aurinkokunnan toiseksi suurin (Jupiterin Ganymeduksen jälkeen). Se on aurinkokunnan ainoa kuu, jolla on pilviä ja tiheä, planeetan kaltainen ilmakehä.

Tutkijat uskovat, että Titanin olosuhteet ovat samanlaiset kuin Maan alkuvuosina (suurin ero on, että koska se on lähempänä aurinkoa, Maa on aina ollut lämpimämpi). NASA:n mukaan ”Saturnuksen suurin kuu Titan on monessa suhteessa yksi eniten Maata muistuttavista maailmoista, joita olemme tähän mennessä löytäneet.”

Titanin ilmakehä

Titania ympäröivä oranssi sumu piti Titanin pinnan mysteerinä Maan tiedemiehille, kunnes Cassini-missio saapui vuonna 2004. Titanin ilmakehä ulottuu noin 370 mailin (noin 600 kilometrin) korkeuteen, mikä tekee siitä paljon korkeamman kuin Maan ilmakehä. Koska ilmakehä on niin korkea, Titanin luultiin pitkään olevan aurinkokunnan suurin kuu. Vasta vuonna 1980 Voyager pääsi tarpeeksi lähelle havaitakseen, että se oli itse asiassa Ganymedea pienempi.

Titanin ilmakehä on aktiivinen ja monimutkainen, ja se koostuu pääasiassa typestä (95 prosenttia) ja metaanista (5 prosenttia). Titanilla esiintyy myös orgaanisia molekyylejä, jotka sisältävät hiiltä ja vetyä ja jotka sisältävät usein happea ja muita elementtejä, jotka ovat samanlaisia kuin Maan ilmakehässä ja jotka ovat elämälle välttämättömiä.

Titaanin ilmakehään liittyy ratkaisematon mysteeri: Koska metaani hajoaa auringonvalon vaikutuksesta, tutkijat uskovat, että on olemassa toinenkin lähde, joka täydentää menetetyn määrän. Yksi mahdollinen metaanin lähde on vulkaaninen toiminta, mutta tätä ei ole vielä vahvistettu.

Titaanin ilmakehä saattaa karata avaruuteen samalla tavalla kuin Maan ilmakehä. Cassini-avaruusalus on havainnut polaarituulet, jotka vetävät metaania ja typpeä (joka on varautunut vuorovaikutukseen valon kanssa) Saturnuksen magneettikenttää pitkin ulos ilmakehästä. Samanlaisen prosessin uskotaan tapahtuvan Maassa oman magneettikenttämme kanssa.

”Saturnuksen suurimmalla kuulla Titanilla Cassini ja Huygens näyttivät meille yhden eniten Maata muistuttavista maailmoista, jonka olemme koskaan kohdanneet, ja jonka sää, ilmasto ja geologia tarjoavat uusia tapoja ymmärtää kotiplaneettaamme”, kerrotaan NASA:n Jet Propulsion Laboratorion verkkosivulla.

Taikasaari

Titanilla on runsaasti metaanijärviä, jotka keskittyvät pääasiassa sen etelänavan lähelle. Vuonna 2014 tutkijat löysivät ohimenevän piirteen, jota he kutsuivat leikkisästi ”Taikasaareksi”. On mahdollista, että Titanin valtameriin muodostuneet typpikuplat istuvat pinnalla jonkin aikaa ja luovat väliaikaisen saaren, joka lopulta haihtuu.

”Mielestäni Titanissa on todella erikoista se, että sillä on nestemäisiä metaani- ja etaanijärviä ja -meriä, mikä tekee siitä ainoan muun maailman aurinkokunnassa, jonka pinnalla on stabiileja nesteitä”, kertoi Cornellin yliopistossa työskentelevä planeetantutkija Jason Hofgartner Space.com-sivustolle vuonna 2014. ”Sillä ei ole vain järviä ja meriä, vaan myös jokia ja jopa sadetta. Sillä on niin sanottu hydrologinen kierto, ja voimme tutkia sitä analogisesti Maan hydrologisen kierron kanssa – ja se on ainoa tuntemamme paikka, jossa voimme tehdä niin.”

Suuria alueita Titaanin pinnasta peittävät hiilivedyistä tehdyt hiekkadyynit. Titanin dyynit saattavat muistuttaa Namibian autiomaata Afrikassa.

Koska metaani esiintyy nestemäisenä Titanilla, se myös haihtuu ja muodostaa pilviä, mikä aiheuttaa toisinaan metaanisadetta. Kuun pinnalla leijuu metaanijäästä ja syanidikaasusta koostuvia pilviä.

”Titan hämmästyttää edelleen luonnollisilla prosesseilla, jotka ovat samankaltaisia kuin maapallolla, mutta joihin liittyy erilaisia materiaaleja kuin meille tuttu vesi”, Cassini-projektin apulaistutkija Scott Edgington Nasan Jet Propulsion Laboratorysta Kalifornian Pasadenasta sanoi lausunnossaan.

Auringonvalo on Titanilla melko himmeää, ja ilmastoa ohjaavat lähinnä vuodenaikoihin liittyvät valon määrän muutokset.

Tiedot viittaavat myös nestemäisen valtameren olemassaoloon pinnan alla, mutta se on vielä vahvistamatta.

Kun aurinkokunnan ulkopuolelta on löydetty lisää planeettoja, Titan on toiminut pilvisten kappaleiden mallina. Kuun ilmakehän tutkiminen on auttanut tutkijoita ymmärtämään näiden kaukaisten järjestelmien ilmakehiä.

”Kävi ilmi, että auringonlaskua katsomalla voi oppia paljon”, sanoi Tyler Robinson Nasan Ames-tutkimuskeskuksesta lausunnossaan.

Cassini-avaruusluotain Titanilla

Vuonna 2017 Cassini-avaruusluotain päätti kaksi vuosikymmentä kestäneen Saturnus-lentonsa. Avaruusalus laukaistiin 15. lokakuuta 1997, ja se saapui Saturnukselle 30. kesäkuuta 2004. Saavuttuaan Cassini pudotti Euroopan avaruusjärjestön rakentaman Huygens-luotaimen. Huygens oli varustettu tutkimaan Titania laskeutumalla Saturnuksen kuuhun, ja se saavutti hämmästyttäviä tuloksia. Kuussa on esimerkiksi havaittu useita yli 10 000 jalan korkuisia vuoria.

Huygens-luotain laskeutui laskuvarjolla 14. tammikuuta 2005. Huygensin havaintojen vuoksi Titanista tuli tutkijoiden ensisijainen kohde. Tehtävä on saavuttanut erinomaisia tuloksia, kuten ottamalla korkearesoluutioisimmat kuvat, joita tämän kuun pinnasta on koskaan saatu.

Ensisijaisen ja pidennetyn tehtävänsä aikana Cassini pystyi saamaan perustavanlaatuista tietoa Titanin rakenteesta ja sen ilmakehän monimutkaisesta orgaanisesta kemiasta. Cassinin havaintojen perusteella tutkijat epäilevät, että Titanilla on sisäinen valtameri, joka koostuu vedestä ja ammoniakista. Avaruusalus on myös havainnut vuodenaikojen vaihtelua, esimerkiksi kun Titanin eteläiselle pallonpuoliskolle muodostui jääpilvi vuonna 2015 (mikä viittasi siihen, että talvesta oli tulossa ankara kyseisellä vyöhykkeellä).

Titanilla oli Titaniin liittyen keskeinen tehtävä löytää merkkejä vuodenaikojen vaihtelusta ja vulkaanisesta toiminnasta.

Titanilla oli hallitseva rooli Cassinin suunnitellussa lopetuksessa. Massiivinen kuu antoi avaruusaluksen tarvitseman painovoimatuen, jonka se tarvitsi kulkeutuakseen Saturnuksen renkaiden välistä viimeisinä kuukausinaan ja tutki ennennäkemätöntä aluetta. Titanin sysäys, joka tuli yli neljä kuukautta ennen Cassinin itsemurhasyöksyä, oli piste, josta ei ollut paluuta, sillä se lisäsi avaruusaluksen nopeutta Saturnukseen nähden noin 3 098 km/h.

”Tämän ohilennon myötä olemme sitoutuneet suureen finaaliin”, JPL:n Cassini-projektipäällikkö Earl Maize sanoi lausunnossaan huhtikuussa 2017 tehdyn ohilennon jälkeen. ”Avaruusalus on nyt ballistisella radalla, joten vaikka luopuisimme tulevista pienistä kurssinmuutoksista työntömoottoreiden avulla, tulisimme silti Saturnuksen ilmakehään 15. syyskuuta mitä tahansa tapahtuukin.”

Tämän merkittävän edistysaskeleen jälkeen avaruusalus jatkoi Titanin käyttämistä kiertoratansa hienosäätöön, ja se suoritti viimeisen läheisen lähestymisensä Titaniin 12. syyskuuta 2017. 13 vuoden aikana Saturnusta kiertäessään Cassini teki 127 kohtaamista kuun kanssa, joista osa oli läheisiä ja osa kaukaisempia.

”Cassinilla on ollut pitkäaikainen suhde Titanin kanssa, uusi kohtaaminen lähes joka kuukausi yli kymmenen vuoden ajan”, Maize sanoi erillisessä lausunnossaan.

”Tämä viimeinen kohtaaminen on jonkinlainen katkeransuloinen jäähyväisvierailu, mutta kuten koko tehtävän ajan, Titanin painovoima ohjaa Cassinia jälleen kerran sinne, minne tarvitsemme sen menevän.

Mahdollisuudet elämälle

Titaanin olosuhteiden uskotaan voivan tehdä kuusta asumiskelpoisen kaukaisessa tulevaisuudessa. Jos aurinko nostaa lämpötilaansa (6 miljardin vuoden kuluttua) ja muuttuu punaiseksi jättiläistähdeksi, Titanin lämpötila voisi joidenkin mallien mukaan nousta niin paljon, että pinnalla voisi olla vakaita valtameriä. Jos näin tapahtuu, Titanin olosuhteet voisivat olla samanlaiset kuin Maassa, mikä mahdollistaisi joillekin elämänmuodoille suotuisat olosuhteet.

Kokeet Maassa viittaavat siihen, että Titan voisi olla asumiskelpoisempi kuin aiemmin on ajateltu. Monimutkaiset orgaaniset kemikaalit, joiden aiemmin luultiin leijuvan korkealla ilmakehässä, saattavat olla lähempänä pintaa kuin on arvioitu.

”Tutkijat ovat aiemmin ajatelleet, että kun pääsemme lähemmäs Titanin pintaa, kuun ilmakehän kemia on pohjimmiltaan inerttiä ja tylsää”, sanoo Murthy Gudipati, tutkimuksen pääkirjoittaja JPL:stä, lausunnossaan. ”Kokeemme osoittaa, että tämä ei pidä paikkaansa. Samanlainen valo, joka ohjaa biologista kemiaa Maan pinnalla, voi ohjata kemiaa myös Titanilla, vaikka Titan saa paljon vähemmän valoa auringosta ja on paljon kylmempi.” Näin on myös Titanin kemia. Titan ei ole nukkuva jättiläinen alemmassa ilmakehässä, vaan ainakin puoliksi hereillä kemiallisessa toiminnassaan.”

Muuta Titan-faktaa

Titanin nimi tulee kreikkalaisesta mytologiasta. Titaanit olivat Theoi Project -sivuston mukaan vanhempia jumalia, jotka hallitsivat maailmankaikkeutta ennen kuin olympialaiset nousivat valtaan.

Kuun löysi hollantilainen tähtitieteilijä Christiaan Huygens vuonna 1655. Hänen kunniakseen on nimetty Euroopan avaruusjärjestön NASAn Cassini-avaruusaluksen mukana kuuhun lähettämä Huygens-laskeutumisluotain. Huygens oli ensimmäinen ihmisen rakentama kohde, joka laskeutui Titanin pinnalle.

Titanin halkaisija on 50 prosenttia suurempi kuin Maan kuun halkaisija. Titan on suurempi kuin planeetta Merkurius, mutta sen massa on puolet sen massasta.

Titanin massa koostuu pääosin vedestä jään ja kiviaineksen muodossa.

Titanilla ei ole magneettikenttää.

Titanin tilastot

• Halkaisija: 5 150 kilometriä (3 200 mailia), noin puolet Maan koosta ja melkein yhtä suuri kuin Mars
• Pintalämpötila: Miinus 179 celsiusastetta (miinus 290 Fahrenheitia), mikä tekee vedestä kiven kovaa ja sallii metaanin löytymisen nestemäisessä muodossa
• Pintanpaine: Hieman korkeampi kuin Maan paine. Maan paine merenpinnan tasolla on 1 baari, kun taas Titanin paine on 1,6 baaria.
• Kiertoaika: Lähes 16 Maan päivää. Titan on vuorovesilukittu synkroniseen kiertoon Saturnuksen kanssa, pitäen toisen kasvonsa kääntyneenä planeettaan päin kiertäessään.

Seuraa Nola Taylor Reddiä @NolaTRedd, Facebookissa tai Google+:ssa. Seuraa meitä osoitteessa @Spacedotcom, Facebook tai Google+.

Lisätoimittaja Elizabeth Howell.

Lisätiedot: Elizabeth Howell.