Три погляди на Титан супутник Сатурна космічного апаратуКассіні. Зліва: в натуральних кольорах, створено із зображень, зроблених за допомогою трьох фільтрів, чутливих до червоного, зеленого та фіолетового світла. Приблизно так Титан виглядатиме для людського ока. Центр: знімок у ближньому інфрачервоному спектрі, що показує поверхню. Праворуч: композиція з хибним кольором з одного видимого зображення та двох інфрачервоних. Зелені області проявляються там, де Кассіні міг бачити поверхню; червоний колір є області, розташовані в стратосфері Титану. Отримано 16 квітня 2005 року на відстанях від 168 200 до 173 000 км. Джерело: NASA/JPL.

Фото Титана від Вояджера 2, зроблене 23 серпня 1981, з відстані 2,3 мільйона км. Південна півкуля видається світлішою, на екваторі видно чітко смуга, а на північному полюсі — темний комір. Всі ці смуги пов'язані з циркуляцією хмар у атмосфері Титану. Джерело: NASA/JPL.

Порівняння розмірів Землі та Титану

.

Це другий за величиною місяць у Сонячній системі після . Титан більший, ніж планета Меркурій за розмірами, але наполовину менша за масою. Це єдиний місяць у Сонячній системі, який має щільну атмосферу. Вона в 10 разів потужніша за Земну, з поверхневим тиском на 60% більше. До прибуття на орбіту навколо Сатурна космічного корабляКассіні в 2004 році мало що було відомо про поверхню Титану через наявність помаранчевого серпанку в його атмосфері.

Відкриття Титану та присвоєння імені

Титан був виявлений голландським ученим Крістіаном Гюйгенсом 25 березня 1655 і був першим місяцем, знайденим за допомогою телескопа після чотирьох галілеєвих супутників. Гюйгенс називав його просто Місяцем Сатурна. Проте, відповідно до того часу, він не оголосив про своє відкриття. Натомість він замаскував новину у вигляді анаграми. При цьому використовуючи вірш поета Овідія Admovere Oculis Distantia Sidera Nostris. Він витрав їх навколо краю об'єктива телескопа, який використовував Гюйгенс. Декодована і перекладена, анаграма говорить: «Місяць обертається навколо Сатурна кожні 16 днів і 4 години». Це значення дуже близько до сучасну оцінкуорбітального періоду Титану.

Вчений Джон Гершель запропонував дати місяця ім'я «Титан» у своїй публікації 1847 «Результати астрономічних спостережень, зроблених на мисі Доброї Надії». У грецької міфологіїтитани були братами та сестрами Кроноса, грецьким еквівалентом римського бога Сатурна. У тій самій публікації Гершель назвав шість інших супутників Сатурна.

Атмосфера Титану

Про можливість існування атмосфери навколо Титану вперше заговорили 1903 року. Тоді іспанський астроном Хосе Комас Сола зауважив, що диск Титана здається яскравішим у своєму центрі, ніж у його країв. Існування атмосфери було підтверджено у 1944 році Джерардом Койпером у університеті Чикаго. Він визначив присутність метану у спектрі Титану.

Подальші спостереження, зроблені зокрема, за допомогою зондів Вояджер, які пролітали в тих краях у 1980 та 1981 роках, а в подальшому і зонда Кассіні-Гюйгенс, показали, що атмосфера Титану складається на 98,4% з азоту та на 1,6 % метану, з невеликою кількістю інших газів, включаючи різні вуглеводні (такі як етан, діацетилен, метилацетилен, ціаноацетилен, ацетилен і пропан), аргон, діоксид вуглецю, монооксид вуглецю, ціаноген , ціанід водень і гелій. Крім , Титан єдиний у Сонячній системі має щільну атмосферу, багату азотом.

Вважається, що вуглеводні утворюються у верхній атмосфері Титану через реакції, пов'язані з розпадом метану під впливом ультрафіолетового світла та космічних променів. Ця органічна фотохімія створює помаранчевий серпанок, найбільш щільний на висоті близько 300 кілометрів (200 миль), який закриває від спостереження поверхню на видимих ​​довжинах хвиль, а також відображає значну кількість інфрачервоного випромінюванняу космос, що призводить до «антипарникового ефекту».

Холодний світ

Титан - одне з двох відомих космічних тіл(Інше - Плутон), температура поверхні якого нижче (приблизно на 10K), ніж була б за відсутності атмосфери. Атмосфера Титану має багато різноманітних органічних матеріалів. Це одна з причин, з яких Титаном цікавляться астробіологи.

Людина, що знаходиться на поверхні Титану протягом дня, зазнала б лише однієї тисячної яскравості денного світла, що є на поверхні Землі. Це порівняння враховує не лише товщину атмосфери, а й більшу відстань Титану від Сонця. Проте рівень світла на поверхні Титану в 350 разів вищий, ніж яскравість світла на Землі під повним Місяцем.

Кількість метану в атмосфері Титану має постійно виснажуватися. Тому на поверхні має бути певний механізм, який його поповнює. Одне з пояснень полягає в тому, що Титан має вулкани, що діють, які виділяють метан.

Поверхня Титану

До прибуття зонда Кассіні-Гюйгенса в червні 2004 року інфрачервоні спостереження космічного телескопа Хабл надали карту яскравих і темних областей на Титані, але характер цих особливостей залишався невизначеним. Передбачалося, що океани чи озера рідкого етану можуть покривати більшу частину поверхні супутника, і що рідкий метан може тут випадати як дощу. Згідно з іншою моделлю, яскраві райони, які були помічені Хабблом, можуть бути водними льодами. Вони лежать у низинах і затемнені твердими та рідкими органічними молекулами.

Докладніша і точніша картина Титану почала з'являтися завдяки зображенням та іншим даним, відправленим АМС Кассіні-Гюйгенс. Під час першого обльоту Титана Кассіні показав метанові хмари і гігантський ударний кратер. Найбільш помітною особливістю була яскрава область у вигляді купової хмари біля південного полюса. Вона має розмір близько 450 кілометрів у поперечнику та близько 15 кілометрів у висоту. Вимірювання, отримані від космічного апарату, дали можливість припустити, що хмари, ймовірно, складаються з вуглеводнів і можуть бути пов'язані з поверхневими особливостями. Кассіні показав, деякі зміни в яскравості поверхні були круговими, інші — лінійними. на південному полюсітакож було виявлено кілька концентричних об'єктів.

Місія Кассіні-Гюйгенс

Мозаїка з дев'яти картин, зроблених коли Кассіні пролітав повз Титан 26 жовтня 2004 року, дала астрономам один із найдокладніших видів повного диску супутників. Особливості поверхні Титану найбільш яскраві у центрі диска, де зонд мав під собою найменшу атмосферу. Не було виявлено видимих ​​кратерів, з чого випливає, що супутник, ймовірно, має молоду поверхню, яка постійно оновлюється. Астрономи досі не впевнені, чи спричинені візерунками на поверхні Титану виверженнями вулканів. Або вони походять від усунення скель вітром, пилом чи навіть річками рідких вуглеводнів.

14 січня 2005 зонд Гюйгенс успішно спустився на парашуті і опустився на поверхню Титана, передавши чудові знімки як під час спуску, так і з поверхні.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Супутник Сатурна Титан – один із найзагадковіших і цікавих світів, розташовані буквально по сусідству з нами. Взагалі, наша Сонячна система настільки різноманітна і містить власні світи, що відрізняються один від одного, що тут можна зустріти найхимерніші умови і явища. Лавові озера та водяні вулкани, моря з метану і чи не надзвукові урагани – все це буквально по сусідству.

Наші найближчі сусіди набагато цікавіші, ніж заведено думати. І зараз ви дізнаєтеся про одного з них – супутника на ім'я Титан. Це дивовижне місце, не схоже на одне інше.

Титан – унікальне місце, яке не має аналогів у Сонячній системі.

• Титан – найбільший супутник Сатурна та другий за розміром супутник у Сонячній системі взагалі після Ганімеда – супутника. Він більший за Місяць і навіть Меркурія, який є самостійною планетою.
• Титан важчий за Місяць на 80%, і взагалі його маса становить 95% від маси всіх супутників Сатурна.
• Титан має дуже щільну атмосферу, чим не може похвалитися жоден інший супутник і навіть не кожна планета. Наприклад, у Меркурія її практично немає, а у Марса набагато розрідженіша. Навіть земна атмосфера за щільністю їй сильно поступається – тиск у поверхні там у 1.5 рази більший за земний, а товщина атмосфери в 10 разів більший.
• Атмосфера Титану складається з метану та азоту і зовсім непрозора через хмари у верхніх шарах. Поверхню через неї не можна побачити.
• На поверхні Титану течуть річки і є озера і навіть моря. Але складаються вони не з води, а з рідкого метану та етану. Тобто цей супутник Сатурна суцільно покритий вуглеводнями.
• У 2005 році на Титан здійснив посадку зонд "Гюйгенс", який був доставлений туди апаратом. Зонд не лише зробив перші фотографії поверхні під час спуску, а й передав запис шуму вітру.
• Титан не має свого магнітного поля.
• Небо Титан має жовто-жовтогарячий колір.
• На Титані постійно дмуть вітри і часто трапляються урагани, особливо бурхливий рух відбувається у верхніх шарах атмосфери.
• Дощі на Титан з метану.
• Температура на поверхні – близько -180 градусів за Цельсієм.
• Під поверхнею Титану є океан із води з домішками аміаку. Поверхня переважно складається із водяного льоду.
• На Титані є криовулкани, які вивергаються водою та рідкими вуглеводнями.
• Титан - перспективне місце для пошуку позаземного життя, хоча б у вигляді бактерій.
• Титан геологічно активний.

Такий ось супутник Сатурна - вируючий, киплячий і вивергається, де замість води в основному вуглеводні, хоча води теж цілком достатньо. Так що не випадково вчені припускають, що там може зародитися і якесь примітивне життя – всі компоненти для цього там є, та й умови є цілком комфортні, нехай і не на самій поверхні.

Титан хоч і не планета, але це схоже на Землю місце в Сонячній системі. Атмосфера, річки, вулкани, вода – все це там є, хоч і в дещо іншій якості.

Відкриття Титану

Супутник Сатурна Титан був відкритий 25 березня 1655 Християном Гюйгенсом, голландським астрономом, математиком і фізиком. Він мав саморобний 57-мм телескоп із збільшенням близько 50 разів. Озброївшись ним, Гюйгенс спостерігав планети, і Сатурна виявив якесь тіло, яке за 16 днів робило повний оборот навколо планети.

До червня Гюйгенс спостерігав за цим дивним об'єктом, поки кільця Сатурна не опинилися в найменшому розкритті та не стали заважати спостереженням. Тоді вчений переконався, що це супутник Сатурна, і підрахував період його звернення – 16 днів та 4 години. Назвав він його просто – Saturni Luna, тобто «Місяць Сатурна». Після відкриття супутників Юпітера Галілеєм це було друге відкриття супутника у іншої планети за допомогою телескопа.

Сучасну назву супутник отримав, коли Джон Гершель в 1847 запропонував всі супутники Сатурна назвати іменами сетер і братів бога Сатурна, а їх на той час було відомо сім.

У 1907 році Комас Сола, іспанський астроном, спостерігав явище, коли центральна частина його диска стає яскравішою, ніж краї. Це стало доказом наявності на Титані атмосфери. 1944 року Джерард Койпер за допомогою спектрометра встановив, що його атмосфера містить метан.

Розміри та орбіта Титану

Діаметр Титану – 5152 км., тобто 0.4 земних. За розміром це другий супутник після Ганімеда у всій Сонячній системі. До польоту діаметр його вважався 5550 км, тобто більше за Ганімед, і Титан вважався рекордсменом. Однак виявилося, що помилка виникала через дуже товсту та непрозору атмосферу, і реальний розмір самого супутника виявився дещо меншим.

Титан більший за Місяць на 50% і важчий за нього на 80%. Сила тяжіння у ньому – 1/7 земної. Складається він приблизно порівну з льоду та скельної породи. Приблизно таку ж будову мають , Каллісто, Ганімед.

Титан - досить великий об'єкт, тому має гаряче ядро ​​і виявляє геологічну активність. Однак походження цього супутника поки що незрозуміле. Залишається відкритим питання, був захоплений Сатурном ззовні або відразу утворився на орбіті з газопилової хмари. Так як він відрізняється від інших супутників Сатурна, залишаючи їм на всіх всього 5% маси, то теорія захоплення цілком може бути вірною.

Радіус орбіти Титану – 1221870 кілометрів. Він знаходиться далеко за кордоном зовнішнього кільця. Завдяки такому віддаленню від планети цей супутник добре видно навіть у невеликий телескоп. Повний оборот він здійснює за 15 днів 22 години та 41 хвилину – Гюйгенс трохи помилився у своїх розрахунках, хоча й підрахував досить точно за його найпростіших засобів спостережень.

Атмосфера Титану

Чим чудовий Титан, так це своєю шикарною атмосферою, якою позаздрили б багато планет земного типу, крім хіба що Венери. Товщина її 400 км, що вдесятеро перевищує земну, а тиск біля поверхні — 1.5 земних атмосфери. Марс би точно заздрив!

Таким Титан побачив "Вояджер"

У верхніх шарах дмуть потужні вітри, трапляються сильні урагани, проте біля самої поверхні відчувається лише слабкий вітерець. Чим вище, тим сильніші вітри, вони збігаються з напрямком обертання супутника. Понад 120 км дуже сильна турбулентність. Але на висоті 80 км панує повний штиль – тут якась зона затишшя, куди не проникає вітер із нижніх областей, та бурі, розташовані вище. Можливо, на цій висоті різноспрямовані потоки повітря компенсують і гасять один одного, хоча точно природа цього явища поки що не з'ясована.

На Титані йде дощ чи сніг із метану чи етану із метанових та етанових хмар.

Однак склад повітря там зовсім не тішить – 95% азоту, а решта переважно метану. До речі, лише на Землі та на Титані атмосфера складається переважно з азоту! У верхніх шарах у метані під дією Сонця відбуваються процес фотолізу і утворюється смог із вуглеводнів, який бачимо у вигляді щільної хмарної завіси. Не дозволяє бачити поверхню Титана.

Походження настільки великої атмосфери поки неясно, проте найбільш правдоподібною версією є активне бомбардування Титану кометами на зорі освіти, 4 мільярди років тому. При зіткненні комети з поверхнею, багатою на аміак, під дією величезного тиску і температури виділяється велика кількістьазоту. Вчені підрахували витік атмосфери і дійшли висновку, що початкова атмосфера була в 30 разів важчою за нинішню! Адже вона й зараз дуже навіть не квола.

Небо Титана приблизно такого кольору, як малюнку.

Верхні шари атмосфери піддаються дії сонячного світла, ультрафіолету та радіації. Тому там постійно відбуваються процеси розщеплення молекул метану на різні вуглеводневі радикали та іони. Також відбувається іонізація азоту. В результаті ці хімічно активні елементи постійно утворюють нові органічні сполуки азоту та вуглецю, у тому числі дуже складні. Прямо якась біофабрика! Саме завдяки цим органічним сполукам атмосфера Титану виглядає жовтою.

За розрахунками весь метан в атмосфері таким чином був би теоретично витрачений за 50 мільйонів років. Однак супутник існує мільярди років, і метану в його атмосфері менше не стає. Це означає, що його запаси постійно поповнюються, можливо завдяки вулканічній діяльності. Існують також теорії, що метан можуть виділяти особливі бактерії.

Поверхня Титану

Поверхню Титана не можна побачити, навіть перебуваючи поблизу супутника, не кажучи про земні телескопи. У всьому винна щільна хмарність у верхніх шарах атмосфери. Однак космічні апарати провели деякі дослідження в різних діапазонах і дозволили багато дізнатися про те, що ховається під хмарами.

Мало того, 2005 року зонд «Гюйгенс» відокремився від станції «Кассіні» і опустився прямо на поверхню Титану, передавши перші справжні панорамні фотографії. Спуск через товсту атмосферу зайняв понад дві години. Та й сам «Кассіні» за роки, проведені на орбіті Сатурна, зробив багато фотографій як хмарного покриву Титану, так і його поверхні в різних діапазонах.

Гори Титану, зняті зондом "Гюйгенс" з висоти 10 км.

Поверхня Титану переважно рівна, без сильних перепадів. Проте подекуди трапляються і справжні гірські хребти заввишки до 1 кілометра. Виявлено і гору заввишки 3337 метрів. Також на поверхні Титану є безліч озер з етану, і навіть цілі моря – наприклад, море Кракена за площею порівняно з Каспійським морем. Є безліч етанових річок чи його русла. У місці приземлення зонда «Гюйгенс» видно багато каменів округлої форми – це наслідок на них рідини, в земних річках каміння також поступово обточуються.

Камені у місці посадки зонда «Гюйгенс» мали округлу форму.

Кратерів на поверхні Титану знайдено небагато, всього 7. Справа в тому, що цей супутник має потужну атмосферу, яка рятує від невеликих метеоритів. А якщо падають великі, то кратер досить швидко засипається різними опадами, обрушується, розмивається... Загалом погода робить свою справу, і досить швидко від величезного кратера залишається лише акуратна западина. Та й більша частина поверхні Татана поки що представляється білою плямою, вивчена лише невелика її частина.

Одне з морів Титану – море Лігеї площею 100 000 кв. км.

За екватором Титан підперезаний цікавою освітою, яку вчені спочатку приймали за метанове море. Однак виявилося, що це дюни з вуглеводневого пилу, який випав у вигляді опадів або був принесений вітром з інших широт. Ці дюни розташовуються паралельно та витягнуті на сотні кілометрів.

Будова Титану

Всі відомості про внутрішню будову Титану ґрунтуються на розрахунках та спостереженнях за різними процесами на ньому. Усередині нього знаходиться тверде силікатне ядро ​​діаметром 3400 км - воно складається зі звичайних скельних порід. Вище за нього розташований шар дуже щільного водяного льоду. Потім йде шар рідкої води з домішкою аміаку та ще один крижаний – власне поверхня супутника. Верхній шар, крім льоду, містить і скельні породи, і все, що випадає у вигляді опадів.

Будова Титану.

Сатурн своїм сильним тяжінням надає сильний впливна Титан. Приливні сили «корежать» його і викликають розігрів ядра та рух різних верств. Тому на Титані спостерігається і вулканічна діяльність – там виявлені кріовулкани, які вивергаються не лавою, а водою та рідкими вуглеводнями.

Підповерхневий океан

Найцікавіше на Титані - можлива наявність підповерхневого океану - того самого водяного шару, який знаходиться між поверхнею і ядром. Якщо він насправді є, то охоплює весь супутник. Згідно з розрахунками, вода в ньому містить близько 10% аміаку, який слугує антифризом і знижує температуру замерзання води, тому вона там має бути в рідкому вигляді. Також у воді може міститися кілька різних солей, як у земній морській воді.

За даними, зібраними «Кассіні», такий підповерхневий океан має існувати насправді, але розташований на глибині близько 100 км від поверхні. Також є дані, що у воді міститься велика кількість солей натрію, калію та сірки, і вода ця дуже солона. Тому навряд чи в ній можливе якесь життя. Однак це питання продовжує хвилювати вчених та викликає великий інтерес. Завдяки цьому Титан став одним із пріоритетних об'єктів для майбутніх досліджень, як і Європа, супутник Юпітера, де також є підповерхневий океан. Вченим дуже хочеться проникнути вглиб і подивитися, що там у цих океанах є, особливо пошукати якісь форми життя.

Життя на Титані

Хоча підповерхневий океан, швидше за все, надто солоне та жорстоке місце для зародження життя, проте вчені не виключають, що на цьому супутнику вона таки може бути. Титан надзвичайно багатий на вуглеводні, причому там постійно відбуваються різні хімічні процесиза їх участю постійно утворюються нові молекули досить складних. органічних речовин. Тому зародження найпростішого життяне можна виключати.

Незважаючи на досить суворі умови, це цілком могло статися в метанових та етанових озерах. Ці рідини цілком можуть замінити воду, а їхня хімічна агресивність навіть нижче, ніж у води, і білки та нуклеїнові кислоти можуть бути навіть стабільнішими, ніж земні.

Взагалі, умови на Титані схожі на умови, які були на Землі на етапі її зародження, крім надзвичайно низьких температур. Тому цілком може статися те, що сталося колись на Землі.

Помічено одне цікаве явище. Була гіпотеза, що найпростіші форми життя Титану цілком могли б харчуватися молекулами ацетилену, а дихати воднем, виділяючи метан. Так ось – згідно з дослідженнями «Кассіні», у поверхні Титану практично немає ацетилену, а водень теж кудись зникає. Це факт, але пояснення йому поки що немає, і це цілком можливо результат наявності деяких мікроорганізмів. Також факт, що атмосфера Титану постійно підживлюється метаном, хоча сонячним вітром його чимало здувається в космос. Кріовулкани – одне з його джерел, озера та моря – інше, а може, мікроорганізми теж беруть участь у цьому? Адже на Землі саме вони перетворили атмосферу і наситили її киснем. Так що все це дуже цікаво і чекає на подальші дослідження.

І ще коли Сонце стане червоним гігантом, а це станеться через 6 мільярдів років, Земля загине. А ось на Титані стане тепліше, і тоді цей супутник прийме естафету Землі. Пройдуть мільйони років, і там зможуть розвинутись не лише найпростіші, а й складніші форми життя.

Спостереження супутника Сатурна Титана

Спостереження Титану складнощів не викликає. Це найяскравіший із супутників Сатурна, проте неозброєним оком його не побачити. Але його можна помітити в бінокль 7х50, хоча це і не так просто - яскравість його близько 9m.

У телескопі, навіть 60-мм, Титан виявити дуже просто. У більш потужні інструменти він видно цілком виразно на великій відстані від Сатурна. Наприклад, у рефрактор добре видно не тільки Титан, але деякі інші, дрібніші супутники Сатурна, що оточують його, наче рій. Звичайно, диск його у невеликий інструмент побачити не вдасться. Для цього потрібні апертури понад 200 мм. Якщо є телескоп з апертурою 250-300 мм, можна спостерігати і проходження тіні Титана по диску планети.

Довгий час вважалося, що наша блакитна планета— єдине місце у Сонячній системі, де є умови існування форм життя. Насправді виявляється, що ближній космос є не таким вже й неживим. Сьогодні можна сміливо стверджувати – у межах досяжності землян є світи багато в чому схожі на нашу рідну планету. Про це свідчать цікаві факти, отримані в результаті досліджень околиць газових гігантів Юпітера та Сатурна. Безумовно, там немає річок та озер із прозорою та чистою водою, а на безкраїх рівнинах не зеленіє трава, але за певних умов людство могло б зайнятися їх освоєнням. Одним із таких об'єктів у Сонячній системі є Титан – найбільший супутник Сатурна.

Вистава найбільшого супутника Сатурна

Титан сьогодні турбує і займає уми астрономічної спільноти, хоча зовсім недавно на це небесне тіло, як і на інші подібні об'єкти Сонячної системи, ми дивилися без особливого ентузіазму. Тільки завдяки польотам міжпланетних космічних зондів виявилося, що на цьому небесному тілі існує рідка матерія. Виявляється, недалеко від нас існує мир із морями та океанами, з твердою поверхнею, оповитою щільною атмосферою, що дуже нагадує за будовою земну повітряну оболонку. Розміри супутника Сатурна також вражають. Його діаметр становить 5152 км., на 273 км. більше ніж у Меркурія – першої планети Сонячна система.

Раніше вважалося, що діаметр Титану складає 5550 км. Точніші дані про розміри супутника були отримані вже в наш час, завдяки польотам космічного апарату «Вояджер-1» та місії зонда «Кассіні-Гюйгенс». Перший апарат зумів виявити на супутнику щільну атмосферу, а експедиція АМС «Кассіні» дозволила виміряти товщину повітряно-газової оболонки, що становить понад 400 км.

Маса Титану - 1,3452 · 10 ² кг. За цим показником він поступається Меркурію, як і за густиною. Далеке небесне тіло має низьку щільність - всього 1,8798 г/см3. Ці дані свідчать про те, що будова супутника Сатурна істотно відрізняється від будови планет. земної групи, які на порядок масивніші та важчі. У системі Сатурна – це найбільше небесне тіло, маса якого становить 95% решти 61 відомих місяців газового гіганта.

Вдало і розташування найбільшої Титану. Він біжить по орбіті радіусом 1221870 км зі швидкістю 5,57 км/с і перебуває поза кілець Сатурна. Орбіта цього небесного тіламає практично кругову форму та знаходиться в одній площині з екватором Сатурна. Період обігу Титану навколо материнської планети становить майже 16 діб. Причому в цьому аспекті Титан ідентичний з нашим Місяцем, що обертає навколо своєї осі одночасно зі своїм господарем. Супутник завжди повернутий до материнської планети однією стороною. Орбітальні характеристики найбільшого місяця Сатурна забезпечують на ній зміну пір року, проте через значну віддаленість цієї системи від Сонця, пори року на Титані досить тривалі. Останній літній сезон на Титані закінчився 2009 року.

Своїми розмірами та масою він схожий на два інші найбільші супутники Сонячної системи — Ганімед і Каллісто. Такі великі розмірисвідчать про планетарну теорію походження цих небесних тіл. Підтверджує це поверхню супутника, де присутні сліди активної вулканічної діяльності, що є характерною особливістюпланет земної групи.

Вперше фото поверхні супутника Сатурна вдалося отримати за допомогою зонда «Гюйгенс», який благополучно опустився на поверхню цього. небесного об'єкта 14 січня 2005 року. Вже побіжний погляд на знімки давав підстави вважати, що перед землянами відкривається новий загадковий світ, який живе своїм космічним життям. Це не Місяць, неживий і пустельний. Це світ вулканів та метанових озер. Допускається, що під поверхнею знаходиться великий океан, який, можливо, складається з рідкого аміаку або води.

Посадка «Гюйгенса»

Історія відкриття Титану

Вперше про існування супутників Сатурна здогадувався ще Галілей. Не маючи технічної можливості спостерігати такі віддалені об'єкти, Галілей передбачав їх існування. Тільки Гюйгенс, який вже мав потужний телескоп, здатний у 50 разів збільшувати об'єкти, приступив до дослідження Сатурна. Саме йому вдалося виявити настільки велике небесне тіло, що обертається навколо кільцевого газового гіганта. Сталася ця подія у 1655 році.

Однак із назвою нового небесного тіла довелося почекати. Спочатку вчені сходилися на думці дати відкритому небесному тілу назву на честь його відкривача. Після того, як італієць Кассіні відкрив ще інші супутники газового гіганта, зійшлися на думці нумерувати нові небесні тіла системи Сатурна.

Ця ідея не отримала продовження, тому що згодом були відкриті й інші об'єкти на околицях Сатурна.

Позначення, яке ми використовуємо сьогодні, було запропоновано англійцем Джоном Гершелем. Зійшлися на думці, що найбільші супутники мають носити міфологічні назви. Завдяки своїм розмірам Титан виявився першим у цьому списку. Інші сім великих супутників Сатурна отримали назви, співзвучні іменам титанів.

Атмосфера Титану та її особливості

Серед небесних тіл Сонячної системи Титан має чи не найцікавішу повітряну оболонку. Атмосфера супутника виявилася на ділі щільним шаромхмар, які тривалий час заважали отримати візуальний доступ до поверхні небесного тіла. Щільність повітряно-газового шару настільки велика, що біля Титану атмосферний тискв 1,6 разів вище за земні параметри. Порівняно із земною повітряною оболонкою, атмосфера на Титані має значну товщину.

Основним компонентом титанової атмосфери є азот, частка якого становить 984%. Приблизно 1,6% припадають на аргон і метан, які переважно перебувають у верхніх шарах повітряної оболонки. За допомогою космічних зондів у складі атмосфери були виявлені інші газоподібні сполуки:

• ацетилен;
• метилацетилен;
• діацетилен;
• етан;
• пропан;
• вуглекислий газ.

У малих кількостях присутні ціан, гелій та чадний газ. Кисню у вільному вигляді в атмосфері Титану не виявлено.

Незважаючи на таку високу густину повітряно-газової оболонки супутника, відсутність сильного магнітного поля відбивається на стані поверхневих шарів атмосфери. Верхні шари атмосфери піддаються впливу сонячного вітру та космічної радіації. Азот (N) під впливом цих факторів вступає в реакцію, утворюючи цілу низку цікавих азотовмісних сполук. Більшість деяких з'єднань осідає на поверхню супутника, надаючи їй трохи помаранчевий відтінок. Цікавою є і історія з метаном. Його склад в атмосфері Титану стабільний, хоча через зовнішній вплив цей легкий газ міг би вже давно зникнути.

Розглядаючи атмосферу супутника по шарах, можна побачити цікаву деталь. Повітряна оболонка на Титані розтягнута у висоту і чітко поділена на два шари - приповерхневий та висотний. Тропосфера починається висотою 35 км. і закінчується тропопаузою на висотах 50 км. Тут є стабільно низькі температури -170⁰ С. Далі, з висотою температура знижується до позначки -120 градусів Цельсія. Іоносфера у Титану починається висоті 1000-1200 км.

Передбачається, що такий склад атмосфери Титану зумовлений його активним вулканічним минулим. Насичені парами аміаку повітряні шари під впливом космічного ультрафіолету розклалися на азот і водень, інші компоненти є наслідком фізико-хімічних реакцій. Як важчий азот опустився і став основним компонентом титанової атмосфери. Водень же через слабкі сили гравітації супутника випарувався в космічний простір.

Шари атмосфери Титану, взаємодія її хімічного складуз магнітним полемнебесного тіла сприяють з того що на супутнику присутній власний клімат. Сезони на Титані змінюються подібно до земних пір року. Коли одна сторона супутника звернена до Сонця, Титан занурюється в літо. У його атмосфері вирують шторми та урагани. Повітряні шари, що нагріваються сонячним світлом, знаходяться в постійній конвекції, породжуючи сильні вітри і значні переміщення хмарних мас. На висотах 30 км швидкість вітрів сягає 30 м/с. Чим вище, тим турбулентність повітряних мас інтенсивніша і потужніша. На відміну від Землі, хмари на Титані сконцентровані в полярних областях.

Концентрація метану у верхніх шарах атмосфери пояснює підвищення температури на поверхні супутника внаслідок парникового ефекту. Однак наявність у складі повітряних мас органічних молекул дозволяє ультрафіолету вільно проникати в обидві сторони, охолоджуючи поверхневий шар кори титану. Температура поверхні становить -180⁰С. Різниця між температурами на полюсах та на екваторі незначна — лише 3 градуси.

Високий тиск та низькі температури сприяють тому, що молекули води в атмосфері супутника повністю випаровуються (вимерзають).

Будова супутника: від зовнішньої оболонки до ядра

Припущення і припущення про будову настільки великого небесного тіла переважно будувалися на даних земних оптичних спостережень. Щільна атмосфера Титану схиляла вчених у бік гіпотези про газовий склад супутника, схожий на склад материнської планети. Однак після польотів космічних зондів «Піонер-11» та «Вояджер-2» стало зрозуміло, що ми маємо справу з небесним тілом, структура якого тверда та стійка.

Сьогодні вважається, що Титан має кору, подібну до земної. Діаметр ядра - орієнтовно 3400 км, що становить понад половину діаметра небесного тіла. Між ядром і корою існує крижаний прошарок, який відрізняється за своїм складом. Ймовірно, на певних глибинах крига трансформується в рідку структуру. Порівняння знімків, зроблених з борту АМС «Кассіні» з різницею у два роки, вказали на зміщення поверхневого шару супутника. Ця інформація дала вченим привід вважати, що поверхня супутника лежить на рідкому прошарку, який складається з води та розчиненого аміаку. Зміщення кори викликане взаємодією гравітаційних силта циркуляцією атмосфери.

За своїм складом Титан - це з'єднання льоду та силікатних порід у рівних пропорціях, що дуже схоже на внутрішня будоваГанімеда та Тритона. Однак через наявність щільної повітряної оболонки, будова супутника має свої відмінності та специфіку.

Головні особливості далекого супутника

Вже тільки одна наявність у Титану атмосфери робить його унікальним та цікавим для подальшого вивчення. Інша річ, що головною особливістю далекого супутника Сатурна є наявність на ньому великих обсягів рідини. Для цієї планети, що не відбулася, характерні озера і моря, в яких замість води плескаються хвилі метану і етану. Супутник має на поверхні скупчення космічного льоду, який завдячує своїм походженням воді та аміаку.

Доказом існування на поверхні Титану рідкої матерії стали знімки величезного басейну, що за площею перевищує розміри Каспійського моря. Величезне море рідких вуглеводнів отримало назву море Кракена. За своїм складом це величезний природний резервуар зріджених газів: етану, пропану та метану. Інше велике скупчення рідини на Титані - море Лігеї. Більшість озер зосереджено у північній півкулі Титану, що збільшує в рази відбивну здатність далекого небесного тіла. Після місії "Кассіні" стало зрозуміло, що поверхня на 30-40% покрита рідкою матерією, що зібралася в природних морях та озерах.

Така величезна кількість метану та етану, які перебувають у замороженому стані, сприяє розвитку певних форм життя. Ні, це не будуть звичні земні організми, однак за таких умов живі організми на Титані можуть мати місце. На супутнику достатньо компонентів та хімічних речовиндля утворення організмів та їх подальшого існування.

Хронологія сучасних досліджень Титану

Починалося все зі скромної місії американського зонда «Піонер-11», який зумів 1979 року дати вченими перші знімки далекого супутника. Довгий час інформація, отримана з борту Піонера, мало цікавила астрофізиків. Прогрес у вивченні околиць Сатурна настав після візитів до цієї області Сонячної системи «Вояджерів», які дали докладніші знімки супутника, зроблені з відстані 5000 км. Вчені отримали точніші дані про розміри цього гіганта, знайшла своє підтвердження версія про існування щільної атмосфери супутника.

Політ «Піонера»

Інфрачервоні знімки зроблені з борту космічного телескопа «Хаблл» надали вченим інформацію про склад атмосфери супутника. Вперше було виявлено на планетарному диску світлі та темні області, природа яких залишалася невідомою. Вперше народилася теорія про те, що поверхня Титану покрита в деяких місцях льодом, який збільшує здатність небесного тіла, що відображає.

Успіх у галузі досліджень прийшов разом із інформацією, отриманою з борту автоматичної міжпланетної станції «Кассіні». Розпочата 1997 року місія «Кассіні» виступає спільною розробкою ЄКА в НАСА. Основним напрямом досліджень став Сатурн, проте залишилися поза увагою та її супутники. Так вивчення Титана у програму польоту було включено етап посадки на поверхню супутника Сатурна зонда «Гюйгенс». Цей апарат, створений зусиллями фахівців НАСА та італійського космічного агентства, команда якого вирішила відзначити таким чином ювілей свого славетного співвітчизника Джованні Кассіні, мав опуститися на поверхню Титану.

"Кассіні" на орбіті Сатурна

Протягом 4 років тривала робота «Кассіні» на околицях Сатурна. За цей час АМС пролетіла двадцять разів поблизу Титану, постійно отримуючи нові дані про супутника та його поведінку. Вже одна посадка зонда «Гюйгенс» на Титан, що відбулася 14 березня 2007 року, вважається грандіозним успіхом усієї місії. Незважаючи на це, враховуючи технічні можливостістанції «Кассіні» та її великий потенціал, було ухвалено рішення продовжити дослідження Сатурна та його супутників до 2017 року.

Політ «Кассіні» та посадка апарату «Гюйгенс» надали вченим вичерпну інформацію про те, яким насправді є Титан. Фотознімки та відеозйомка поверхні супутника Сатурна показали, що верхні шари кори – суміш бруду та газового льоду. Основними фрагментами ґрунту є каміння та галька. Ландшафт Титану є чергуванням твердих піднесених ділянок з низинами. Під час приземлення робилися знімки ландшафту, на яких чітко відзначалися русла річок та берегова лінія.

Фото Титана з борту "Гюйгенса"

Титан сьогодні та завтра

Чим закінчиться подальше вивчення найбільшого супутника, невідомо. Передбачається, що створені в земних лабораторіях умови, подібні до тих, що існують на Титані, проллють світло на версію про можливість існування форм життя. Польоти космічних зондів у цю область космосу поки що не плануються. Отримана інформація є достатньою для того, щоб змоделювати Титан у земних умовах. Наскільки ці дослідження будуть корисними, покаже час. Залишається тільки чекати і сподіватися, що Титан розкриє надалі свої таємниці, надаючи надію на своє освоєння.

Титан - один із найцікавіших супутників Сонячної системи. Своєю схожістю із Землею він привертає увагу безлічі вчених і наукових організацій, і зараз робляться активні кроки для її подальшого вивчення.

1. Титан - другий за величиною після Ганімеда супутник у Сонячній системі, а також найбільший супутник Сатурна (див. цікаві факти про Сатурна).
2. Титан має дуже щільну атмосферу.
3. На поверхні Титану є річки та озера, тільки вони наповнені не водою, а зрідженими етаном та метаном.
4. Атмосфера Титану складається в основному з азоту та метану.
5. У 2005 році зонд "Гюйгенс", відокремившись від безпілотного апарату "Кассіні", здійснив м'яку посадку на поверхню Титану. "Гюйгенс" передав на землю фотографії та запис шуму вітру.
6. Титан вдвічі більший за Меркурія за діаметром, але вдвічі легший.
7. Титан не має магнітного поля.
8. Висота гір на Титані не перевищує кількох сотень метрів.
9. На Титані йдуть метанові дощі.
10. Титан завжди звернений до Сатурна однією і тією ж стороною.
11. Небо на Титані жовто-жовтогарячий колір.
12. Температура поверхні Титану становить близько -170 градусів Цельсія.
13. На Титані завжди дмуть сильні вітри, особливо у верхніх шарах атмосфери. Бурі та урагани тут – не рідкість.
14. Під поверхнею Титану існує рідкий океан дуже солоної води з домішкою аміаку.
15. На Титані є криовулкани, що вивергають суміш води та різних вуглеців.
16. Вчені припускають, що на Титані можуть існувати метанопродукуючі бактерії.
17. Титан на 80% важчий за Місяць. На нього припадає 95% всіх супутників Сатурна.
18. Існує гіпотеза, що Титан колись був захоплений тяжінням Сатурна і став його супутником (див. факти про супутників планет).
19. Атмосфера Титану в десять разів товща за земну. Вона простягається на понад чотириста кілометрів у висоту.
20. Атмосферний тиск на поверхні Титану складає півтора земні.
21. Поверхня Титану неможливо спостерігати з космосу в оптичному діапазоні через щільні хмари.
22. У «Гюйгенса» на зниження та посадку на парашутах пішло дві з половиною години.
23. На Титані немає яскраво виражених ударних кратерів, що говорить про його геологічну активність.

Титан - самий великий супутникСатурна (діаметр – 5150 км) та єдиний супутник сонячної системи із щільною атмосферою, через яку неможливо спостерігати поверхню цього супутника. Тиск біля поверхні приблизно в 1,6 раза перевищує тиск земної атмосфери. Температура – ​​мінус 170-180°C. Титан більше планетиМеркурій, хоч і поступається йому за масою. Сила тяжіння на ньому становить приблизно одну сьому земну.

Основні відомості про цей загадковий супутник були отримані зовсім недавно за допомогою апарату Huygens, який увійшов у щільну атмосферу Титану і сів на його поверхню в 2005 році.

Будова

Титан має склад приблизно такий самий, як і більшість супутників планет-гігантів — приблизно половина льоду і стільки ж гірських порід. Ймовірно кам'яне ядро ​​діаметром 3400 км, поверх якого утворено кілька шарів льоду різного ступеня кристалізації. Половина маси скельних порід містять калій. Передбачається, що на поверхні можуть бути метанові ключі, в яких беруть початок метанові річки. Вчені припускають, що запаси метану лежить на поверхні Титану повинні постійно відновлюватися з якогось невідомого джерела всередині супутника Сатурна, тобто. метан постійно руйнується внаслідок фотохімічних процесів у верхніх шарах атмосфери. Т.о. його нинішня кількість зникне за 20 млн. років. Якщо метан, що спостерігається сьогодні, є лише залишком набагато більшої кількості цього газу, який на сьогодні майже зник, відношення ізотопів вуглецю в молекулах CH4 має бути близьким до того, що вимірюється для азоту та кисню (на Землі). Оскільки це немає, метан повинен постійно відновлюватися. Одним із джерел метану може бути вулканічна активність.

Атмосфера

Як уже було сказано, Титан має щільну атмосферу, завтовшки кілька сотень кілометрів. На 95% складається із азоту. Таким чином, Титан і Земля - ​​єдині тіла в Сонячній системі, що мають щільну атмосферу з переважним вмістом азоту. Інші 5% переважно припадають на метан, є також сліди етану, діацетилену, метилацетилену, ціаноацетилену, ацетилену, пропану, вуглекислого газу, чадного газу, ціаногену, гелію.

На Титані метан повинен виконувати ту ж функцію, що й вода на землі, і проходити кругообіг — опади, збирання на поверхні, випаровування, конденсація, опади.

У верхніх шарах атмосфери під впливом ультрафіолетового сонячного випромінювання метан та азот розкладаються та утворюють складні вуглеводневі сполуки. Деякі з них за даними мас-спектрометра Кассіні містять щонайменше 7 атомів вуглецю. Серед сполук азоту ідентифіковані нітрили — свого роду попередники амінокислот.

Під час спуску зонд Гюйгенс виявив вітер на висотах від 9,6 до 19,2 км. Швидкість вітру становила 25,6 кілометра на годину.

Інструменти космічного апарату виявили товстий туманний (або хмарний) шар метану на висотах 17,6-19,2 кілометрів, де атмосферний тиск становив приблизно 0,5 атмосфери. Метановий туман був і знизу.

Температура атмосфери (у початковій фазі спуску) склала 70,5 градуса за Кельвіном (мінус 202,6 за Цельсієм), тоді як на поверхні планети «повітря» було трохи тепліше: 93,8 градуса за Кельвіном (мінус 179,3 за Цельсію).

Особливо вчених зацікавила загадка етанових хмар, яких над Титаном виявилося набагато менше, ніж передбачали теоретичні моделі. Справа в тому, що сонячний ультрафіолет постійно руйнує молекули метану, на які дуже багата атмосфера супутника Сатурна, а один із побічних продуктів такої реакції — саме етан.

Тепер планетологи з Арізони зробили більш ясним процес круговороту етану на цій дивовижній планеті і допомогли зрозуміти, куди він зникає.

У районі північного полярного кола Титану, між 51-м та 69-м градусами широти, на висоті 30-60 кілометрів прилади Cassini відзняли великі етанові хмари. Спостереження показують, що поверхневі відкладення етану мають бути саме у полярних районах, а чи не розподілятися глобально, як передбачалося раніше. Це може частково пояснити відсутність океанів з етану та етанових хмар у низьких широтах Титану. Можливо, що зараз на північному полюсі планети етан виділяється як дощу чи, якщо температура досить низька, як снігу. А коли розпочнеться новий сезон, етан випадатиме на південному полюсі.

За розрахунками вчених, етан має накопичуватися на полюсах як полярний лід. Також етан розчиняється у метані, з якого, як відомо, складаються місцеві дощі. Вчені припускають, що під час полярної зими в низовинах утворюються метанові озера, які також багаті на етан. Можливо, це ті самі озера, які недавно відкрив Cassini.

Якби етан вироблявся в атмосфері Титану нинішніми темпами протягом усього часу існування планети, на полюсах утворилися б шапки льоду етанового завтовшки в два кілометри. Поки що вчені взагалі не мають прямих доказів існування полярних шапок на цій планеті.

Тим не менш, на південному полюсі, наприклад, прилади зафіксували щось на кшталт річок, можливо, що беруть початок у тутешньому подобі льодовиків. Так чи інакше, найближчими місяцями американський апарат виконає низку прольотів над полюсами цієї дивовижної планети і інформації для аналізу додасться.

Поверхня

Поверхня Титану відносно рівна; альтиметрія показала перепади висот не більше 100 м протягом кількох сотень кілометрів. У той самий час локальні перепади висот, як свідчать дані радара і стереознімки, отримані Гюйгенсом, може бути значними; круті схилина Титані не рідкість. Це є результатом інтенсивної ерозії за участю вітру та рідини. Є кілька об'єктів, схожих на ударні кратери, заповнені імовірно вуглеводнями.

Так само було знайдено темні та світлі області на поверхні. Одна з таких світлих областей має форму, схожу на Австралію. Науковці припускають, що це континент, названий Ксанаду (Xanadu). На західному краю знятої області темні дюни поступаються складному ландшафту, порізаному річковими сітками, пагорбами і долинами, що гілкуються. Ці вузькі річкові мережі течуть до темніших областей, які можуть бути озерами. Також тут знайшли кратер, сформований або ударом астероїда, або водним вулканізмом.

Звивисті канали східної частини Ксанаду закінчуються на темній рівнині, де дюни (що зустрічаються удосталь в інших місцях), як здається, відсутні.

Нарешті, все це розкіш різноманітних ландшафтів вінчають гори розміром з Аппалачі, які перетинають розглянутий район супутника газового гіганта.

Є й чорні області подібних розмірів, оперізують супутник по екватору, які спочатку ідентифікувалися як метанові моря. Радарні дослідження, проте, показали, що темні екваторіальні регіони повсюдно покриті довгими паралельними рядами дюн, витягнутих у напрямку переважних вітрів (з заходу Схід) — т.зв. «Котячі подряпини». Лише в деяких місцях зафіксовані ділянки рівної (можливо рідкої) поверхні, що за площею відповідають швидше озерам, ніж морям. Темний колір низовин пояснюється скупченням частинок вуглеводневого «пилу», що випадає з верхніх шарів атмосфери і змивається метановими зливами з пагорбів.

У червні 2005 «Кассіні» виявив набагато темнішу освіту з дуже чіткими кордонами, яка знаходиться в регіоні з дуже потужними (можливо «зливовими») хмарами і яка може бути ідентифікована як рідке озеро. За розміром і формою воно схоже на озеро Онтаріо, тому і було названо Lacus Ontario. Поки не ясно – рідина там, або темне висохле дно, вкрите осадовим шаром. За деякими ознаками, активна «робота» вуглеводневих рідин на поверхні Титану (дощі або б'ють з-під поверхні ключі, струмки та річки) носить сезонний характер. Подальше вивчення озера має розкрити його загадку.

Вже в липні 2006 року Кассіні виявив дюжину озер розміром до 110 кілометрів. Деякі їх об'єднані між собою каналами, тоді як інші, окремі, поповнюються річками. Декілька з них виявилися сухими (як і вважали вчені раніше), але деякі - наповнені рідиною, мабуть, сумішшю метану і етану.

Деякі озера, мабуть, завжди залишаються сухими, а періодично наповнюються під час вуглеводневих дощів. Однак нові дані поки що так і не змогли впевнено відповісти на запитання — яке джерело цих речовин.