Titan (kuu)

Titan on Saturnuksen suurin kuu. Sen löysi hollantilainen Christiaan Huygens 25. maaliskuuta 1655. Titan on halkaisijaltaan suurempi kuin Merkurius-planeetta, mutta massaltaan huomattavasti pienempi Merkuriusta. Titan on aurinkokunnan toiseksi suurin kuu Ganymedeksen jälkeen.

Titan on aurinkokunnan ainoa kuu, jolla on tiheä ilmakehä. Titanin ilmakehän löysi Gerard Kuiper vuonna 1944. Ilmakehä koostuu typestä, metaanista ja vähäisessä määrin joistakin muista aineista kuten etaanista. Alle 160 kilometrin korkeudessa stratosfäärissä typpeä ja metaania on kumpaakin yhtä paljon. Toposfäärissä metaanin määrä kasvaa tasaisesti alaspäin mennessä. Kahdenkymmenen kilometrin korkeudella on metaanipilviä ja pinnan tuntumassa leijuu metaanin lisäksi myös etaanisumua.

Titan-kuu kiinnostaa tutkijoita erityisesti, koska sen uskotaan jossain määrin muistuttavan alkuaikojen Maata. Jopa elämän esiintymistä pidetään mahdollisena runsaan hiilivetyaineksen pohjalta.

[muokkaa] Titanin geologia

Kuuta peittää vesijään ja hiilivetyjään seos. Jään seassa on hiekan tai saven karkeuksista mineraaliainesta. Pinnasta otetuissa valokuvissa näkyy vaaleita ja tummia alueita. Vaaleiden alueiden oletetaan kohoavan tummia, ilmeisesti nesteen peittämiä tasankoja korkeammalle. Erityyppisten alueiden rajalla, rantaviivalla, leviää paikoin joenuomia ja suistoja muistuttavia maastonpiirteitä. Lisäksi pinnalla on tummia lyhyitä kanavanpätkiä, joiden muodostumista metaanilähteistä pidetään todennäköisempänä alkuperänä kuin metaanisateita. Vaaleat harjanteet vaikuttavat puolestaan kuoren läpi purkautuneelta vesijäältä. Pinnan lämpötila on Huygens-luotaimen mittausten perusteella arvioitu 93,8 kelvinin (noin −180 °C) lämpöiseksi.

Cassini-luotain havaitsi Titanin pinnalla useita metaanijärviä, joista yksi on nimetty Suomessa sijaitsevan Koitere-järven mukaan. Järvi on noin 70 kilometriä pitkä.

[muokkaa] Titanin kaasukehä

Titanin kaasukehä Cassini-luotaimesta kuvattuna.

Titanin kaasukehässä on typpeä 98,4 %, 1,6 % metaania ja jälkiä muista yksinkertaisista hiilivedystä. Etaani ja asetyleeni tekevät kaasukehästä utuisen ja kellertävän.^[1] Isotooppisuhteet viittaavat kaasukehän karanneen avaruuteen. Paine Titanin typpi-metaanikehässä on pinnalla noin 1,5 bar, missä lämpötila on 94 K eli −179 °C. Pohjoisnavan yllä on noin 40 km:n korkeudessa luultavasti metaani- tai etaanikiteistä koostuvia pilviä pienellä alueella, Titanin troposfäärin ylärajalla. Metaanijääpilviä lienee alempana, yli 15 km:n korkeudessa, 10 % Titanin pinnasta peittyy noin 20 km:n korkeudessa oleviin pilviin.

Titanissa on stratosfääri 45–280 km:n korkeudessa, jossa lämpötila nousee noin 80 kelvinistä 180 kelviniin. Siellä on etaani-asetyleeniutua. Hyvin ohuessa mesosfäärissä noin 180–600 km:n korkeudessa lämpötila taas laskee. ^[2]^[3]

Noin 30–55 km:n korkeudessa lämpötila on tasainen. Yli 60 km:n korkeudessa lämpötila alkaa kasvaa. Paine on siellä noin 0,05 bar. 20 km:n korkeudessa on 0,5 bar.

Titanin kaasukehää lämmittävän kasvihuoneilmiön vaikutus on noin 12 °C^[4], mikä on pienempi kuin Maassa, mutta suurempi kuin Marsissa. Sitä aiheuttaa mm metaani. Kasvihuoneilmiö saadaan laskemalla lämpötila albedon 0,21 perusteella ja vertaamalla sitä havaittuun lämpötilaan.

[muokkaa] Titanin tutkiminen

Maanpäällisillä kaukoputkilla on nähty Titanin pinnan värivaihtelut. Luotaimet Voyager 1 ja Voyager 2 1970- ja 1980-luvulla tutkivat ohikulkumatkallaan Titanin ilmakehää.

Cassini-Huygens-luotain saapui Saturnusta kiertävälle radalle heinäkuussa 2004. Cassini tutkii Saturnusta, sen renkaita ja kuita sekä erityisesti Titania mm. tutkalla. Huygens-luotain suunniteltiin yksinomaan Titanin tutkimiseen. Cassini lähetti sen kohti Titania 25. joulukuuta 2004. Luotain laskeutui onnistuneesti Titanin pinnalle 14. tammikuuta 2005. Huygens tutki pudotessaan mm. ilmakehän koostumusta. Se selvisi laskeutumisesta ja pystyi lähettämään takaisin tietoa Titanin pinnan olosuhteista.

Ilmakehän tuulia pyrittiin havaitsemaan mittaamalla tarkasti Huygensin laskeutumista. Maapallon laajuinen radioteleskooppien havaintoverkko seurasi luotaimen lähettämää merkkisignaalia. Pitkäkantainterferometrialla yhdistetyistä suuntamittauksista luotaimen reitti onnistuttiin määrittämään kilometrin tarkkuudella.