Титан — најголемата месечина на Сатурн и вториот по големина природен сателит во Сончевиот Систем. Таа е единствената месечина за која се знае дека има густа атмосфера и единствената позната месечина или планета освен Земјата на која се пронајдени јасни докази за стабилни тела на површинска течност.
Титан е една од седумте гравитациски заоблени месечини во орбитата околу Сатурн и втора најоддалечена од Сатурн. Често е опишана како месечина која наликува на планета. Месечината Титан е 50% поголема (во пречник) од Месечината на Земјата и 80% помасивна. Таа е втората по големина месечина во Сончевиот Систем по Јупитеровата месечина Ганимед, и е поголема од планетата Меркур, но само 40% како масивна.
Откриена во 1655 година од холандскиот астроном Кристиан Хајгенс, Титан била првата позната месечина на Сатурн и шестиот познат планетарен сателит (по Земјината месечина и четирите галилееви месечини на Јупитер). Титан кружи околу Сатурн со 20 полупречници на Сатурн. Од површината на Титан, Сатурн повлекува лак од 5,09 степени и, кога би бил видлив низ густата атмосфера на месечината, би изгледал 11,4 пати поголем на небото од Месечината на Земјата.
Титан е првенствено составен од мраз и карпест материјал, кој најверојатно е диференциран во карпесто јадро опкружено со различни слоеви мраз, вклучувајќи кора од мраз I h и подповршински слој течна вода богата со амонијак. Слично како и со Венера пред вселенската доба, густата непроѕирна атмосфера го спречувала разбирањето на површината на Титан сè додека мисијата Касини-Хајгенс во 2004 година не обезбедила нови информации, вклучително и откривањето на течни јаглеводородни езера во поларните региони на Титан. Геолошки младата површина е генерално мазна, со малку ударни кратери, иако се пронајдени планини и неколку можни криовулкани.
Атмосферата на Титан е главно составена од азот; малите компоненти доведуваат до формирање на облаци од метан и етан и тешка органо-азотна магла. Климата, која вклучува ветер и дожд, создава површински одлики слични на оние на Земјата, како што се дини, реки, езера, мориња (најверојатно од течен метан и етан) и делти, а доминираат сезонските временски форми како на Земјата. Со своите течности (и површинските и подземните) и робусната азотна атмосфера, циклусот на метанот на Титан има впечатлива сличност со циклусот на водата на Земјата, иако на многу пониска температура од околу .
Историја Откритие лево|мини| Кристијан Хајгенс го открил Титан во 1655 година. Титан бил откриен на 25 март 1655 година од холандскиот астроном Кристиан Хајгенс. Хајгенс бил инспириран од откривањето на Галилео за четирите најголеми месечини на Јупитер во 1610 година и неговите подобрувања во технологијата на телескопот. Кристијан, со помош на неговиот постар брат Константин Хајгенс, Џуниор, почнал да гради телескопи околу 1650 година и ја открил првата набљудувана месечина која кружи околу Сатурн со еден од телескопите што тие ги изградиле. Таа била шестата месечина која некогаш била откриена, по Земјината Месечина и Галилеевите месечини на Јупитер.
Именување Хајгенс го нарекол своето откритие Saturni Luna (или „месечината на Сатурн“), објавено во De Saturni Luna Observatio Nova (Ново набљудување на месечината на Сатурн) од 1655 година. Откако Џовани Доменико Касини ги објавил своите откритија за уште четири месечини на Сатурн помеѓу 1673 и 1686 година, на астрономите им станало во навика да ги нарекуваат овие и Титан како Сатурн I до V (со Титан тогаш на четвртата позиција). Други рани епитети за Титан вклучуваат „обичен сателит на Сатурн“. Меѓународниот астрономски сојуз официјално го нумерирал Титан како Сатурн VI.
Името Титан, и имињата на сите седум сателити на Сатурн тогаш познати, потекнуваат од Џон Хершел (син на Вилијам Хершел, откривач на две други сатурнски месечини, Мимант и Енкелад), во неговата публикација од 1847 година „Резултати од астрономските набљудувања направени во текот на годините. 1834, 5, 6, 7, 8, на ’Ртот на Добрата Надеж“. Оттогаш биле откриени бројни мали месечини околу Сатурн. Сатурновите месечини се именувани по митолошки џинови. Името Титан доаѓа од Титаните, раса на бесмртници во грчката митологија.
Орбита и ротација мини| Орбитата на Титан (означена со црвено) меѓу другите големи внатрешни месечини на Сатурн. Месечините надвор од нејзината орбита се (однадвор кон внатре) Јапет и Хиперион; оние внатре се Реја, Диона, Тетида, Енкелад и Мимант. Титан кружи околу Сатурн еднаш на секои 15 дена 22 часа. Како и Земјината Месечина и многу од сателитите на џиновските планети, нејзиниот вртежен период (неговиот ден) е идентичен со неговиот орбитален период; Титан е плимно сврзан во синхрона ротација со Сатурн и трајно покажува едно лице кон планетата. Географските должини на Титан се мерат кон запад, почнувајќи од меридијанот што минува низ оваа точка. Неговата орбитална ексцентричност е 0,0288, а орбиталната рамнина е наклонета 0,348 степени во однос на сатурновиот екватор.Unless otherwise specified: Гледано од Земјата, Титан достигнува аголна оддалеченост од околу 20 полупречници на Сатурн (нешто повеќе од 1,200,000 километри ) од Сатурн и диск со пречник од 0,8 лачни секунди.
Малиот сателит со неправилна форма Хиперион е заклучен во орбитална резонанца 3:4 со Титан. „Бавна и мазна“ еволуција на резонанца - во која Хиперион мигрирал од хаотична орбита - се смета за неверојатна, врз основа на моделите. Хиперион веројатно се формирал на стабилен орбитален остров, додека масивниот Титан апсорбирал или исфрлал тела што се приближувале.
Масовни одлики
Титан има пречник од 5,149.46 километри, 1,06 пати поголем од оној на планетата Меркур, 1,48 од Месечината и 0,40 од Земјата. Пред пристигнувањето на Војаџер 1 во 1980 година, се сметало дека Титан е малку поголем од Ганимед (пречник од 5.262 километри) и со тоа најголемата месечина во Сончевиот Систем; ова било преценување предизвикано од густата, непроѕирна атмосфера на Титан, со слој на магла 100-200 километри над неговата површина. Ова го зголемува неговиот очигледен пречник. Пречникот и масата на Титан (а со тоа и неговата густина) се слични на оние на месечините Ганимед и Калиста. Врз основа на неговата зафатнинска густина од 1,88 g/cm 3, составот на Титан е половина мраз и половина карпест материјал. Иако е сличен во составот на Диона и Енкелад, тој е погуст поради гравитациската компресија. Има маса 1/4226 од онаа на Сатурн, што ја прави најголемата месечина од гасовитите џинови во однос на масата на нејзината примарна месечина. Тој е втор по релативен пречник на месечините во однос на гасовитиот џин; Титан со 1/22,609 од пречникот на Сатурн, Тритон е поголем по пречник во однос на Нептун со 1/18,092.
Титан веројатно е делумно диференциран во различни слоеви со карпест центар од 3.400 километри. Овој карпест центар е опкружен со неколку слоеви составени од различни кристални форми на мраз. Неговата внатрешност се уште може да биде доволно топла за течниот слој да се состои од вода и амонијак, мраз I<sub id="mwxA">h</sub> кора и подлабоки слоеви мраз. Присуството на амонијак овозможува водата да остане течна дури и на температура до . Сондата Касини ги открила доказите за слоевитата структура во форма на природни радио бранови со исклучително ниска честота во атмосферата на Титан. Се смета дека површината на Титан е лош рефлектор на радио бранови со екстремно ниска честота, така што тие може наместо тоа да се рефлектираат од границата течен мраз на подземниот океан. Површинските одлики биле забележани од вселенското летало Касини дека систематски се поместуваат до 30 километри помеѓу октомври 2005 и мај 2007 година, што сугерира дека кората е одвоена од внатрешноста и дава дополнителен доказ за внатрешен течен слој. Дополнителни докази за течен слој и ледена обвивка одвоени од цврстото јадро доаѓаат од начинот на кој гравитациското поле варира додека Титан кружи околу Сатурн. Споредбата на гравитациското поле со топографијата заснована на РАДАР исто така сугерира дека ледената обвивка може да биде значително цврста.
Формирање Се смета дека месечините на Јупитер и Сатурн се формирале преку насобирање, сличен процес на оној за кој се верува дека ги формирале планетите во Сончевиот Систем. Како што се формирале младите гасовитите џинови, тие биле опкружени со дискови од материјал кои постепено се соединувале во месечини. Со оглед на тоа што Јупитер поседува четири големи сателити со орбити слични на планети, Титан доминира со огромно мнозинство во системот на Сатурн и поседува висока орбитална ексцентричност која не се објаснува веднаш само со насобирање. Предложениот модел за формирање на Титан е дека системот на Сатурн започнал со група месечини слични на галилеевите сателити на Јупитер, но дека тие биле прекинати од серија џиновски удари, кои понатаму би го формирале Титан. Месечините на Сатурн со средна големина, како што се Јапет и Реја, биле формирани од остатоците од овие судири. Ваквиот насилен почеток би ја објаснил и орбиталната ексцентричност на Титан.
Анализата на атмосферскиот азот на Титан од 2014 година сугерирало дека тој е веројатно добиен од материјал сличен на оној што се наоѓа во Ортовиот Облак, а не од извори присутни за време на насобирањето на материјали околу Сатурн.
Атмосфера
десно|мини|Слика во вистинска боја на слоеви на магла во атмосферата на Титан Титан е единствената позната месечина со значајна атмосфера, и нејзината атмосфера е единствената густа атмосфера богата со азот во Сончевиот Систем, освен на Земјата. Набљудувањата направени во 2004 година од страна на Касини сугерираат дека Титан е „супер ротатор“, како Венера, со атмосфера што ротира многу побрзо од неговата површина. Набљудувањата од вселенските сонди на Војаџер покажале дека атмосферата на Титан е погуста од Земјината, со површински притисок околу 1,45 атм. Таа е исто така околу 1,19 пати помасивна од вкупната Земја, или околу 7,3 пати помасивна на основа по површина. Непроѕирните слоеви на магла ја блокираат највидливата светлина од Сонцето и другите извори и ги заматуваат површинските одлики на Титан. Пониската гравитација на Титан значи дека нејзината атмосфера е многу попроширена од Земјината. Атмосферата на Титан е непроѕирна на многу бранови должини и како резултат на тоа, е невозможно да се добие целосен спектар на рефлексија на површината од орбитата. Дури со пристигнувањето на вселенското летало Касини-Хајгенс во 2004 година биле добиени првите директни слики од површината на Титан.
Атмосферскиот состав на Титан е азот (97%), метан (2,7±0,1%) и водород (0,1-0,2%), со траги од други гасови. Постојат траги од други јаглеводороди, како што се етан, дијацетилен, метилацетилен, ацетилен и пропан, и на други гасови, како што се цијаноцетилен, цијановодород, јаглерод диоксид, јаглерод моноксид, цијан, аргон и хелиум Се смета дека јаглеводородите се формираат во горната атмосфера на Титан во реакциите кои произлегуваат од распаѓањето на метанот од ултравиолетовата светлина на Сонцето, создавајќи густ портокалов смог. Титан поминува 95% од своето време во магнетосферата на Сатурн, што може да помогне да се заштити од сончевиот ветер.
Енергијата од Сонцето требало да ги претвори сите траги од метан во атмосферата на Титан во посложени јаглеводороди во рок од 50 милиони години - кратко време во споредба со староста на Сончевиот Систем. Ова сугерира дека метанот мора да се надополнува со резервоар на или во самиот Титан. Крајното потекло на метанот во неговата атмосфера можеби е неговата внатрешност, ослободена преку ерупции од криовулканите. десно|мини| Органски гасови во атмосферата на Титан - HNC (лево) и HC <sub id="mwATU">3</sub> N (десно). На 3 април 2013 година, НАСА објавила дека сложените органски хемикалии, колективно наречени толини, веројатно се појавуваат на Титан, врз основа на студии кои ја симулираат атмосферата на Титан.
На 6 јуни 2013 година, научниците од Институтот за астрофизика на Андалусија објавиле детекција на полициклични ароматични јаглеводороди во горната атмосфера на Титан.