Titan Es ist einer der Satelliten des Planeten Saturn und der größte von allen. Seine Oberfläche ist eisig, es ist größer als Quecksilber und es hat die dichteste Atmosphäre unter allen Satelliten im Sonnensystem..
Von der Erde aus ist Titan mit Hilfe eines Fernglases oder eines Teleskops sichtbar. Es war Christian Huygens (1629-1695), ein niederländischer Astronom, der 1655 den Satelliten zum ersten Mal mit einem Teleskop entdeckte. Huygens nannte es nicht Titan, sondern einfach Mond Saturni, was auf Lateinisch gleichbedeutend ist mit "Mond des Saturn".
Der aus der griechischen Mythologie abgeleitete Name Titan wurde Mitte des 19. Jahrhunderts von John Herschel (1792-1871), dem Sohn von William Herschel, vorgeschlagen. Die Titanen waren die Brüder von Cronos, dem Vater der Zeit für die Griechen, gleichbedeutend mit dem Saturn der Römer.
Sowohl die Weltraummissionen in der letzten Hälfte des 20. Jahrhunderts als auch die Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops haben das Wissen über diesen Satelliten, der selbst eine faszinierende Welt ist, erheblich erweitert.
Zunächst gibt es auf Titan ähnliche meteorologische Phänomene wie auf der Erde, wie Winde, Verdunstung und Regen. Aber mit einem grundlegenden Unterschied: Auf Titan spielt Methan eine wichtige Rolle, da diese Substanz Teil der Atmosphäre und der Oberfläche ist.
Durch die Neigung der Rotationsachse genießt Titan außerdem Jahreszeiten, obwohl sich die Dauer von der der Erde unterscheidet..
Aus diesem Grund und auch wegen seiner eigenen Atmosphäre und seiner Größe wird Titan manchmal als Miniaturplanet beschrieben, und Wissenschaftler haben sich darauf konzentriert, ihn besser zu kennen, um herauszufinden, ob er Leben beherbergt oder in der Lage ist, Leben zu beherbergen..
Artikelverzeichnis
Titan ist nach Ganymed, dem riesigen Mond des Jupiter, der zweitgrößte Satellit. Es ist größer als Merkur, da der kleine Planet einen Durchmesser von 4879,4 km und der Titan einen Durchmesser von 5149,5 km hat..
Titan hat jedoch einen großen Prozentsatz an Eis in seiner Zusammensetzung. Wissenschaftler wissen dies durch seine Dichte.
Um die Dichte eines Körpers zu berechnen, müssen sowohl seine Masse als auch sein Volumen bekannt sein. Die Masse des Titanen kann durch Keplers drittes Gesetz sowie durch Daten von Weltraummissionen bestimmt werden..
Die Dichte des Titanen beträgt 1,9 g / cm3, ziemlich kleiner als die von felsigen Planeten. Dies bedeutet nur, dass Titan einen großen Anteil an Eis hat - nicht nur Wasser, das Eis kann aus anderen Substanzen bestehen - in seiner Zusammensetzung..
Der Satellit hat eine dichte Atmosphäre, was im Sonnensystem selten vorkommt. Diese Atmosphäre enthält Methan, aber der Hauptbestandteil ist Stickstoff, genau wie es mit der Erdatmosphäre geschieht..
Es enthält weder Wasser noch Kohlendioxid, aber es sind andere Kohlenwasserstoffe vorhanden, da das Sonnenlicht mit Methan reagiert und andere Verbindungen wie Acetylen und Ethan entstehen..
Was den Magnetismus betrifft, fehlt Titan ein eigenes Magnetfeld. Da es sich am Rand der Saturnstrahlungsgürtel befindet, erreichen viele hochenergetische Partikel immer noch die Oberfläche von Titan und fragmentieren dort Moleküle..
Ein hypothetischer Reisender, der auf Titan ankommt, würde eine Oberflächentemperatur in der Größenordnung von -179,5 ºC und einen möglicherweise unangenehmen atmosphärischen Druck finden: das Eineinhalbfache des Wertes des Erddrucks auf Meereshöhe.
Auf Titan regnet es, weil Methan in der Atmosphäre kondensiert, obwohl dieser Regen oft nicht den Boden erreicht, da er teilweise verdunstet, bevor er den Boden erreicht..
Planetenforscher schließen aus der Dichte des Titanen, die ungefähr doppelt so hoch ist wie die des Wassers, dass der Satellit zur Hälfte aus Gestein und zur Hälfte aus Eis besteht..
Die Gesteine enthalten Eisen und Silikate, während das Eis nicht nur aus Wasser besteht, obwohl sich unter der gefrorenen Schicht der Kruste eine Mischung aus Wasser und Ammoniak befindet. Auf Titan befindet sich Sauerstoff, der jedoch mit Wasser im Untergrund verbunden ist.
In Titan gibt es wie auf der Erde und in anderen Körpern des Sonnensystems radioaktive Elemente, die Wärme erzeugen, wenn sie in andere Elemente zerfallen..
Es ist wichtig zu beachten, dass die Temperatur auf Titan nahe am Tripelpunkt von Methan liegt, was darauf hinweist, dass diese Verbindung als Feststoff, Flüssigkeit oder Gas vorliegen kann und dieselbe Rolle spielt wie Wasser auf der Erde..
Dies wurde durch die Cassini-Sonde bestätigt, die es schaffte, auf die Oberfläche des Satelliten abzusteigen, wo sie Proben der Verdampfung dieser Verbindung fand. Es wurden auch Regionen erfasst, in denen Radiowellen schwach reflektiert werden, analog dazu, wie sie in Seen und terrestrischen Ozeanen reflektiert werden..
Diese dunklen Bereiche in den Radiobildern deuten auf das Vorhandensein von Körpern aus flüssigem Methan mit einer Breite zwischen 3 und 70 km hin, obwohl weitere Beweise erforderlich sind, um die Tatsache endgültig zu belegen..
Der niederländische Astronom Gerard Kuiper (1905-1973) bestätigte 1944, dass Titan eine eigene Atmosphäre hat, dank der der Satellit die charakteristische orange-braune Farbe hat, die auf den Bildern zu sehen ist.
Später wurde dank der Daten, die von der Voyager-Mission in den frühen 80er Jahren gesendet wurden, festgestellt, dass diese Atmosphäre ziemlich dicht ist, obwohl sie aufgrund der Entfernung weniger Sonnenstrahlung empfängt..
Es hat auch eine Smogschicht, die die Oberfläche stumpf macht und in der sich Kohlenwasserstoffpartikel in Suspension befinden..
In der oberen Atmosphäre des Titan entwickeln sich Winde mit bis zu 400 km / h, obwohl sich das Panorama der Oberfläche nähert, ist es etwas ruhiger.
Atmosphärische Gase bestehen hinsichtlich ihrer Zusammensetzung aus 94% Stickstoff und 1,6% Methan. Der Rest der Komponenten sind Kohlenwasserstoffe. Dies ist das charakteristischste Merkmal, da außer der Erdatmosphäre kein anderes im Sonnensystem Stickstoff in einer solchen Menge enthält.
Methan ist ein Treibhausgas, dessen Anwesenheit verhindert, dass die Temperatur des Titanen weiter sinkt. Die äußerste Schicht, die aus weit verteilten Gasen besteht, ist jedoch reflektierend und wirkt dem Treibhauseffekt entgegen..
Unter den auf Titan beobachteten Kohlenwasserstoffen sind die Acrylnitril, in einer Konzentration von bis zu 2,8 ppm (parts per million), nachgewiesen durch spektroskopische Techniken.
Es ist eine Verbindung, die bei der Herstellung von Kunststoffen weit verbreitet ist und laut Wissenschaftlern in der Lage ist, zellmembranähnliche Strukturen zu erzeugen.
Obwohl Acrylnitril ursprünglich in den oberen Schichten der Titanatmosphäre nachgewiesen wurde, wird angenommen, dass es die Oberfläche erreichen kann, in den unteren atmosphärischen Schichten kondensiert und dann mit Regen ausfällt..
Abgesehen von Acrylnitril gibt es auf Titan Tholine oder Tholine, merkwürdige Verbindungen organischer Natur, die auftreten, wenn ultraviolettes Licht Methan fragmentiert und Stickstoffmoleküle abtrennt.
Das Ergebnis sind diese komplexeren Verbindungen, von denen angenommen wird, dass sie auf der frühen Erde existieren. Sie wurden auf eisigen Welten jenseits des Asteroidengürtels entdeckt und können von Forschern im Labor hergestellt werden..
Solche Befunde sind sehr interessant, obwohl die Bedingungen des Satelliten insbesondere wegen der extremen Temperaturen nicht für das Leben auf der Erde geeignet sind.
Titan ist von der Erde aus als kleiner Lichtpunkt um den riesigen Saturn sichtbar, aber die Hilfe von Instrumenten wie Ferngläsern oder Teleskopen ist notwendig..
Trotzdem ist es nicht möglich, viele Details zu bemerken, da Titan nicht so stark leuchtet wie die galiläischen Satelliten (die großen Satelliten des Jupiter)..
Darüber hinaus kann die Größe und Helligkeit des Saturn manchmal die Anwesenheit des Satelliten verbergen. Daher ist es erforderlich, nach den Momenten mit der größten Entfernung zwischen den beiden zu suchen, um den Satelliten zu unterscheiden..
Titan braucht fast 16 Tage, um sich um den Saturn zu drehen, und diese Drehung ist synchron mit dem Planeten, was bedeutet, dass er immer das gleiche Gesicht zeigt..
Dieses Phänomen ist bei Satelliten im Sonnensystem sehr verbreitet. Unser Mond zum Beispiel dreht sich auch synchron mit der Erde..
Dies ist auf die Gezeitenkräfte zurückzuführen, die nicht nur die flüssigen Massen anheben. Dies ist der Effekt, der auf der Erde am meisten geschätzt wird. Sie sind auch in der Lage, die Kruste anzuheben und Planeten und Satelliten zu verziehen..
Die Gezeitenkräfte verlangsamen allmählich die Geschwindigkeit des Satelliten, bis die Umlaufgeschwindigkeit der Drehzahl entspricht..
Die synchrone Rotation des Titanen bedeutet, dass seine Rotationsperiode um seine Achse der Orbitalperiode entspricht, dh ungefähr 16 Tage..
Es gibt Stationen auf Titan wegen der Neigung der Rotationsachse um 26º in Bezug auf die Ekliptik. Aber im Gegensatz zur Erde würde jeder etwa 7,4 Jahre dauern..
Im Jahr 2006 brachte die Cassini-Sonde Bilder auf, die Regen (von Methan) auf dem Nordpol des Titanen zeigten, ein Ereignis, das den Beginn des Sommers auf der Nordhalbkugel des Satelliten markieren würde, wo vermutlich Methanseen existieren..
Die Regenfälle würden die Seen wachsen lassen, während die auf der südlichen Hemisphäre sicherlich ungefähr zur gleichen Zeit austrocknen würden.
Das folgende Diagramm zeigt die geschichtete innere Struktur von Titan, die aus der Zusammenfassung von Beweisen aus Erdbeobachtungen und den Missionen der Voyager und Cassini besteht:
-Kern aus Wasser und Silikaten, obwohl auch die Möglichkeit eines innereren felsigen Kerns auf der Basis von Silikaten behandelt wird.
-Verschiedene Eisschichten und flüssiges Wasser mit Ammoniak
-Äußerste Eiskruste.
Das Diagramm zeigt auch die dichte atmosphärische Schicht, die die Oberfläche bedeckt, in der die oben erwähnte Schicht aus organischen Verbindungen des Tholin-Typs hervorsticht, und schließlich eine äußerlichere und zartere Smogschicht..
Die Cassini-Sonde, die 2005 auf Titan landete, untersuchte den Satelliten mit Infrarotkameras und Radar, die in die dichte Atmosphäre eindringen können. Die Bilder zeigen eine abwechslungsreiche Geologie.
Obwohl Titan vor etwas mehr als 4,5 Milliarden Jahren zusammen mit den übrigen Mitgliedern des Sonnensystems gebildet wurde, ist seine Oberfläche viel jünger, Schätzungen zufolge rund 100 Millionen Jahre. Dies ist dank großer geologischer Aktivitäten möglich..
Die Bilder zeigen eisige Hügel und glatte Oberflächen mit dunklerer Farbe.
Es gibt nur wenige Krater, da sie aufgrund ihrer geologischen Aktivität kurz nach ihrer Entstehung gelöscht werden. Einige Wissenschaftler erklärten, dass die Oberfläche von Titan der Wüste von Arizona ähnelt, obwohl das Eis den Platz des Felsens einnimmt.
An der Stelle des Abstiegs der Sonde wurden sanft gerundete Eiskämme gefunden, als hätte eine Flüssigkeit sie vor langer Zeit geformt.
Es gibt auch Hügel, die von Kanälen gesäumt sind, die sanft in die Ebene und die oben beschriebenen Methanseen abfallen, sowie Inseln. Diese Seen sind die ersten stabilen Flüssigkeitskörper, die sich an einem Ort außerhalb der Erde befinden und sich in der Nähe der Pole befinden.
Das Relief ist auf Titan im Allgemeinen nicht sehr ausgeprägt. Die höchsten Berge erreichen nach altimetrischen Daten eine Höhe von etwa ein oder zwei Kilometern..
Zusätzlich zu diesen Merkmalen gibt es auf Titan Dünen, die durch die Gezeiten verursacht werden und wiederum starke Winde auf der Oberfläche des Satelliten erzeugen..
Tatsächlich treten all diese Phänomene auf der Erde auf, aber auf ganz andere Weise, da Methan auf Titan den Platz des Wassers einnimmt und auch viel weiter von der Sonne entfernt ist..
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