Titan är Saturnus största måne och den näst största i solsystemet (efter Ganymedes från Jupiter). Den är den enda månen i solsystemet med moln och en tät, planetliknande atmosfär.

Vetenskapsmännen tror att förhållandena på Titan liknar jordens tidiga år (den största skillnaden är att jorden alltid har varit varmare eftersom den ligger närmare solen). Enligt NASA: ”I många avseenden är Saturnus största måne, Titan, en av de mest jordliknande världar som vi hittills har hittat.”

Titans atmosfär

En orangefärgad dimma som omger Titan gjorde att dess yta förblev ett mysterium för jordens vetenskapsmän fram till Cassini-uppdragets ankomst 2004. Titans atmosfär sträcker sig cirka 370 miles högt (cirka 600 kilometer), vilket gör den mycket högre än jordens atmosfär. Eftersom atmosfären är så hög trodde man länge att Titan var den största månen i solsystemet. Det var inte förrän 1980 som Voyager var tillräckligt nära för att upptäcka att den faktiskt var mindre än Ganymedes.

Titans atmosfär är aktiv och komplex, och den består huvudsakligen av kväve (95 procent) och metan (5 procent). Titan har också en förekomst av organiska molekyler som innehåller kol och väte och som ofta innehåller syre och andra element som liknar det som finns i jordens atmosfär och som är nödvändiga för liv.

Det finns ett olöst mysterium kring Titans atmosfär: Eftersom metan bryts ner av solljus tror forskarna att det finns en annan källa som fyller på det som går förlorat. En potentiell källa till metan är vulkanisk aktivitet, men detta har ännu inte bekräftats.

Titans atmosfär kan flyga ut i rymden på ett liknande sätt som jordens atmosfär gör. Rymdsonden Cassini har upptäckt polarvindar som drar metan och kväve (laddat med interaktioner med ljus) ut längs Saturnus magnetfält och ut ur atmosfären. Man tror att en liknande process sker på jorden med vårt eget magnetfält.

”På Saturnus största måne, Titan, visade Cassini och Huygens oss en av de mest jordliknande världar vi någonsin stött på, med väder, klimat och geologi som ger nya sätt att förstå vår hemplanet”, står det på NASA:s webbplats Jet Propulsion Laboratory.

Magic Island

Det finns ett överflöd av metansjöar, som främst är koncentrerade nära dess sydpol. År 2014 hittade forskarna en tillfällig funktion som de lekfullt kallade ”Magic Island”. Det är möjligt att kvävebubblor som bildas i Titans hav sitter på ytan under en viss tid och skapar en tillfällig ö som så småningom försvinner.

”Det som jag tycker är riktigt speciellt med Titan är att den har sjöar och hav av flytande metan och etan, vilket gör den till den enda andra världen i solsystemet som har stabila vätskor på sina ytor”, berättade Jason Hofgartner, en planetarisk forskare vid Cornell University, för Space.com 2014. ”Den har inte bara sjöar och hav utan även floder och till och med regn. Den har vad vi kallar en hydrologisk cykel, och vi kan studera den som en analog till jordens hydrologiska cykel – och det är den enda andra plats vi känner till där vi kan göra det.”

Stora områden på Titans yta är täckta av sanddyner gjorda av kolväte. Sanddyner på Titan kan likna Namibiska öknen i Afrika.

Då metan existerar som en vätska på Titan avdunstar det också och bildar moln, vilket ibland orsakar metanregn. Moln av metanis och cyanidgas flyter över månens yta.

”Titan fortsätter att förvåna med naturliga processer som liknar dem på jorden, men som involverar material som skiljer sig från vårt välbekanta vatten”, säger Scott Edgington, biträdande projektforskare på Cassini, vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, i ett uttalande.

Solskenet är ganska svagt på Titan, och klimatet styrs främst av förändringar i ljusmängden som följer med årstiderna.

Data tyder också på att det finns ett flytande hav under ytan, men det måste fortfarande bekräftas.

I takt med att fler planeter har hittats utanför solsystemet har Titan fungerat som en modell för molniga kroppar. Att undersöka månens atmosfär har hjälpt forskarna att förstå atmosfärerna i dessa avlägsna system.

”Det visar sig att man kan lära sig mycket av att titta på en solnedgång”, säger Tyler Robinson från NASA:s Ames Research Center i ett uttalande.

Cassini-rymdfarkost vid Titan

Under 2017 avslutade Cassini-rymdfarkosten sitt två decennier långa uppdrag till Saturnus. Rymdfarkosten sköts upp den 15 oktober 1997 och anlände till Saturnus den 30 juni 2004. Vid sin ankomst släppte Cassini ner Huygens-sonden som byggts av Europeiska rymdorganisationen. Huygens var utrustad för att studera Titan genom att landa på Saturnusmånen och uppnådde häpnadsväckande resultat. Till exempel har många berg som är över 10 000 fot höga identifierats på månen.

Huygens-sonden landade via fallskärm den 14 januari 2005. På grund av Huygens observationer blev Titan en topprioritet för forskarna. Uppdraget har uppnått utmärkta resultat, t.ex. att ta de mest högupplösta bilderna någonsin av denna månens yta.

Under sitt primära och förlängda uppdrag kunde Cassini få fram grundläggande data om Titans struktur och den komplexa organiska kemin i dess atmosfär. Det är på grund av Cassinis fynd som forskarna misstänker förekomsten av ett inre hav bestående av vatten och ammoniak. Rymdsonden har också upptäckt säsongsförändringar, till exempel när ett ismoln bildades på Titans södra halvklot 2015 (vilket tydde på att vintern skulle bli sträng i den zonen).

Fokus för uppdraget, när det gäller Titan, var att hitta tecken på säsongsförändringar och vulkanisk aktivitet.

Titan spelade en dominerande roll i Cassinis planerade slut. Den massiva månen gav den gravitationsförstärkning som rymdfarkosten behövde för att under sina sista månader tränga sig mellan Saturnus ringar och utforska en aldrig tidigare skådad region. Titans boost, som kom mer än fyra månader före Cassinis självmordsdykning, var den punkt där det inte fanns någon återvändo och ökade rymdskeppets hastighet med cirka 3 098 km/h (1 925 mph) i förhållande till Saturnus.

”Med det här förbiflygningen har vi åtagit oss att genomföra den stora finalen”, sade Earl Maize, Cassinis projektledare vid JPL, i ett uttalande efter förbiflygningen i april 2017. ”Rymdsonden befinner sig nu på en ballistisk bana, så även om vi skulle avstå från framtida små kursjusteringar med hjälp av raketer, skulle vi ändå gå in i Saturnus atmosfär den 15 september oavsett vad som händer.”

Efter denna stora boost fortsatte rymdsonden att använda Titan för att finjustera sin bana, och gjorde sitt sista närmande till Titan den 12 september 2017. Under sina 13 år i omloppsbana runt Saturnus gjorde Cassini 127 möten med månen, några nära och andra mer avlägsna.

”Cassini har haft en långsiktig relation med Titan, med en ny rendezvous nästan varje månad i mer än ett decennium”, säger Maize i ett separat uttalande. ”Det här sista mötet är något av ett bitterljuvt farväl, men precis som det har gjort under hela uppdraget skickar Titans gravitation återigen Cassini dit vi vill att den ska gå.

Möjligheter till liv

Man tror att förhållandena på Titan skulle kunna göra månen mer beboelig i en avlägsen framtid. Om solen ökar sin temperatur (om 6 miljarder år) och blir en röd jättestjärna, skulle Titans temperatur kunna öka tillräckligt mycket för att stabila hav ska kunna existera på ytan, enligt vissa modeller. Om detta sker kan förhållandena på Titan likna dem på jorden, vilket möjliggör gynnsamma förhållanden för vissa former av liv.

Experiment på jorden tyder på att Titan kan vara mer beboelig än man tidigare trott. Komplexa organiska kemikalier som man tidigare trodde svävade högt upp i atmosfären kan ligga närmare ytan än vad man trodde.

”Forskarna trodde tidigare att när vi kom närmare Titans yta var månens atmosfäriska kemi i princip inert och tråkig”, säger Murthy Gudipati, artikelns huvudförfattare vid JPL, i ett uttalande. ”Vårt experiment visar att det inte är sant. Samma typ av ljus som driver biologisk kemi på jordens yta kan också driva kemin på Titan, trots att Titan får mycket mindre ljus från solen och är mycket kallare. Titan är inte en sovande jätte i den nedre atmosfären, utan åtminstone halvt vaken i sin kemiska aktivitet.”

Andra fakta om Titan

Titans namn kommer från den grekiska mytologin. Titanerna var äldre gudar som styrde universum innan olympierna kom till makten, enligt webbplatsen Theoi Project.

Månen upptäcktes av den nederländske astronomen Christiaan Huygens 1655. Huygens landningssond som Europeiska rymdorganisationen skickade till månen ombord på NASA:s rymdskepp Cassini är uppkallad efter honom. Huygens var det första av människor byggda objektet som landade på Titans yta.

Titans diameter är 50 procent större än jordens månars. Titan är större än planeten Merkurius men har hälften av planetens massa.

Titans massa består huvudsakligen av vatten i form av is och stenmaterial.

Titan har inget magnetfält.

Titans statistik

• Diameter: 5 150 kilometer, ungefär hälften så stor som jorden och nästan lika stor som Mars
• Temperatur på ytan: minus 290 Fahrenheit (minus 179 grader Celsius), vilket gör vatten hårt som sten och gör att metan kan hittas i flytande form
• Tryck på ytan: Något högre än jordens tryck. Jordens tryck på havsnivå är 1 bar medan Titans tryck är 1,6 bar.
• Orbital period: Nästan 16 jorddagar. Titan är tidlöst låst i synkron rotation med Saturnus och håller ett ansikte vänt mot planeten när den kretsar runt.

Följ Nola Taylor Redd på @NolaTRedd, Facebook eller Google+. Följ oss på @Spacedotcom, Facebook eller Google+.

Utomatisk rapportering av Elizabeth Howell.