נתונים נפוצים

מידותיו של טיטאן בקוטר הן 5152 ק"מ, כתוצאה מכך הוא גדול מהירח וקוטר בכ-50%. כריסטיאן הויגנס, בהיותו פיזיקאי, מכונאי, מתמטיקאי ואסטרונום הולנדי מפורסם, גילה את טיטאן כירח הראשון של שבתאי בשנת 1655.

אסטרונומים האמינו במשך זמן רב שקוטרו הוא 5550 ק"מ, והוא דורג ראשון. הממדים האמיתיים התגלו מאוחר יותר הודות למכשיר וויאג'ר 1.

פני הירח הענק הזה

עד שנת 2004, מדענים לא ידעו כיצד נראים פני השטח של גוף שמימי בלתי נחקר זה, כי. טיטאן, ירח של שבתאי, היה עטוף כולו במעטפת צפופה להפליא של האטמוספירה, מה שמקשה על המחקר. אבל לאחר הנחיתה של מנגנון קאסיני-הויגנס על פניו, כל השאלות נפתרו.

נכון לעכשיו, ידוע כי פני השטח שלו עדיין צעירים למדי בסטנדרטים גיאולוגיים, והוא מכוסה בחומר אורגני משקע ובקרח מים. כמעט כולו שטוח, מלבד כמה הרים ומכתשים. טמפרטורת פני השטח היא 170-180 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. האטמוספירה היא בעיקר חנקן, עם מעט אתאן ומתאן.

ים הפחמימנים של Ligeia הוא השני בגודלו, תמונות מכ"ם Cassini

אזורים משמעותיים של פני השטח מכוסים בנהרות ואגמים אתנו-מתאן. על גוף שמימי זה גילו מדענים נוזל והוכיחו נוכחות של אטמוספירה, וכתוצאה מכך הוצגה השערה שצורת חיים פרימיטיבית יכולה להתקיים על טיטאן.

מאפיינים פיזיים

נתח של 95% במסה הכוללת של כל הלוויינים המקיפים את שבתאי שייך לטיטאן. הוויכוח מהיכן הגיע לוויין ענק כל כך הוביל למספר תיאוריות, אך מדענים עדיין לא הגיעו לתשובה סופית. תיאוריה אחת היא כדלקמן: גוף שמימי זה יכול היה להיווצר מענן אבק, שנלכד לאחר מכן על ידי כוח המשיכה של כוכב הלכת. יחד עם זאת, תיאוריה זו מסבירה גם הבדל כה גדול במסה של לוויינים.

מסלול תנועה

מסלולו של הלוויין השני בגודלו במערכת השמש הוא 1221,870 ק"מ, השווים ל-20.3 רדיוסים של שבתאי, וכתוצאה מכך הוא ממוקם מחוץ לטבעות שבתאי. הוא עושה מעגל שלם סביב כדור הארץ בכמעט 16 ימים. במקביל, המהירות שלו היא 5.57 קילומטרים לשנייה.

טיטאן, כמו הירח, מסתובב באופן סינכרוני סביב כוכב הלכת שלו. בדיוק בגלל שהמהפכות סביב שבתאי וסביב הציר שלו, טיטאן חופפות, הוא תמיד מסתכל על כוכב הלכת עם אותו צד. מסלול סיבובו של שבתאי נוטה ביחס לאקליפטיקה ב-26.73′, הרגע הזה הוא שמבטיח את חילופי העונות על כוכב הלכת עצמו והלוויינים שלו.

לכל אחת מהעונות יש משך של כ-7.5 שנות כדור הארץ, בעוד שבתאי עצמו עושה מהפכה אחת סביב השמש, תוך כ-30 שנה. על סמך זה, ניתן להניח שהקיץ האחרון בטיטאן הסתיים ב-2009.

ולבסוף, כמה מהתמונות המרהיבות ביותר של טיטאן

עבור אותה קטגוריה של מדענים נלהבים שמתעניינים בקיומם של עולמות מחוץ לכדור הארץ המתאימים לחקר, המשפט הידוע: "האם יש חיים על מאדים, האם יש חיים על מאדים", הפסיק להיות רלוונטי היום. התברר שבתוך מערכת השמש יש עולמות הרבה יותר מעניינים בהיבט הזה מהכוכב האדום. דוגמה בולטת לכך היא הלוויין הגדול ביותר של שבתאי, טיטאן. התברר שגוף שמימי זה דומה מאוד לכוכב הלכת שלנו. המידע שיש למדענים היום מודה בקיומה של גרסה מדעית לפיה החיים על טיטאן, לוויין של שבתאי, הם עובדה אמיתית מאוד.

מדוע טיטאן כל כך מעניין עבור בני כדור הארץ?

לאחר עשרות שנים של ניסיון ללא הצלחה למצוא עולם בתוך מערכת השמש שלנו שדומה אפילו מרחוק לכדור הארץ שלנו, מידע על טיטאן נתן תקווה לקהילה המדעית. מדענים החלו להתעניין בגוף שמימי זה מאז 2005, כאשר הגשושית האוטומטית הויגנס נחתה על פני השטח של אחד הלוויינים הגדולים ביותר במערכת השמש. במהלך 72 הדקות הבאות, מצלמת הצילום והווידאו של החללית שידרה לכדור הארץ תמונה של פני השטח של עצם זה וחומרי וידאו אחרים על העולם הרחוק הזה. אפילו בזמן כה מוגבל שהוקצב למחקרים אינסטרומנטליים של לוויין מרוחק, מדענים הצליחו להשיג כמות ממצה של מידע.

הנחיתה על פני השטח של טיטאן בוצעה כחלק מתוכנית Cassini-Huygens הבינלאומית שמטרתה לחקור את שבתאי ולווייניו. התחנה הבין-כוכבית הרובוטית Cassini, שהושקה עוד בשנת 1997, היא פיתוח משותף של ESA ונאס"א למחקר מפורט של שבתאי והסביבה של כוכב הלכת הזה. לאחר 7 שנים של טיסה על פני מרחבי מערכת השמש, התחנה העבירה את גשושית החלל הויגנס לטיטאן. החללית הייחודית הזו היא תוצאה של מאמץ משותף של נאס"א וסוכנות החלל האיטלקית, שלצוות שלה היו תקוות גדולות בטיסה זו.

התוצאות שקיבלו מדענים מתחנת Cassini הפועלת ומהגשושית של Huygens התבררו כבעל ערך רב. למרות העובדה שלווין מרוחק הופיע מול מבטם של בני כדור הארץ כממלכה שקטה ענקית של קרח, המחקר המפורט שלאחר מכן של פני העצם שינה את הרעיון של טיטאן. בתמונות שצולמו בעזרת הגשושית הויגנס, ניתן היה להבחין בפירוט רב את פני הלוויין של שבתאי, שהורכבו בעיקר מקרח מים מוצק ושכבות משקע בעלות אופי אורגני. התברר שלאטמוספירה הצפופה והבלתי חדירה של לוויין מרוחק יש הרכב כמעט זהה למעטפת האוויר-גז של כדור הארץ.

בעתיד, טיטאן זרק למדענים עוד בונוס רציני. לראשונה בתולדות הפיתוח והמחקר של מרחב חוצני מחוץ לכדור הארץ, נמצא חומר נוזלי מאותו אופי שהיה על כדור הארץ בשנים הראשונות לקיומו. ההקלה על הגוף השמימי משלימה על ידי אוקיינוס ​​ענק, אגמים וימים רבים. כל זה נותן סיבה להאמין שיש לנו עסק בגוף שמימי, שיכול להיות עוד נווה מדבר של חיים במערכת השמש שלנו. מחקרים על הרכב האטמוספירה והמדיום הנוזלי של הלוויין של שבתאי חשפו את נוכחותם של חומרים שימושיים הנחוצים לחייהם של אורגניזמים. ההנחה היא שבתנאים מסוימים בתהליך חקר גוף שמימי זה, ניתן למצוא אורגניזמים חיים על טיטאן.

בהקשר זה, המחקר שלאחר מכן של הלוויין הגדול ביותר של שבתאי הופך לרלוונטי. סביר מאוד, שיחד עם מאדים, טיטאן הוא זה שיכול להפוך לבית החלל השני של הציוויליזציה האנושית.

השקפה אקדמית על טיטאן

גודלו של טיטאן מאפשר לו להתחרות בכוכבי הלכת של מערכת השמש. לגוף שמימי זה קוטר של 5152 ק"מ, שהוא גדול מקוטר מרקורי (4879 ק"מ) וקטן מעט ממאדים (6779 ק"מ). המסה של טיטאן היא 1.3452 1023 ק"ג, שהם פי 45 פחות מהמסה של כוכב הלכת שלנו. לפי המסה שלו, הלוויין של שבתאי הוא השני במערכת השמש, ונכנע ללווין של צדק - גנימד.

למרות גודלו ומשקלו המרשימים, לטיטניום יש צפיפות נמוכה, רק 1.8798 גרם/ס"מ³. לשם השוואה, הצפיפות של כוכב האם שבתאי היא רק 687 c/m3. מדענים זיהו שדה כבידה חלש בלוויין. כוח המשיכה על פני השטח של טיטאן חלש פי 7 מהפרמטרים של כדור הארץ, ותאוצת הנפילה החופשית זהה לזו של הירח - 1.88 מ'/שנ'2 לעומת 1.62 מ'/שנ'2.

מאפיין אופייני הוא מיקומו של טיטאן בחלל. הלוויין הגדול ביותר של שבתאי מסתובב סביב כוכב הלכת האם שלו במסלול אליפטי במהירות של 5.5 ק"מ לשנייה, בהיותו מחוץ לאזור הטבעות של שבתאי. המרחק הממוצע מטיטאן לפני השטח של שבתאי הוא 1.222 מיליון ק"מ. כל המערכת הזו ממוקמת במרחק של מיליארד 427 מיליון ק"מ מהשמש, שהם פי 9.5 מהמרחק בין הכוכב המרכזי שלנו לכדור הארץ.

כמו הלוויין שלנו, "ירח שבתאי" מופנה אליו תמיד עם צד אחד. זה נובע מהסנכרון של סיבוב הלוויין סביב הציר שלו עם תקופת המהפכה של טיטאן סביב כוכב האם. הלוויין הגדול ביותר שלו עושה מהפכה שלמה סביב שבתאי ב-15 ימי כדור הארץ. בשל העובדה שלשבתאי ולווייניו יש זווית נטייה גבוהה למדי של ציר הסיבוב לציר האקליפטיקה, יש עונות על פני השטח של טיטאן. כל 7.5 שנות כדור הארץ על הלוויין של שבתאי, הקיץ מוחלף בתקופת חורף קרה. על פי תצפיות אסטרונומיות, הסתיו נמצא בצד של טיטאן שפונה היום לשבתאי. בקרוב הלוויין יתחבא מקרני השמש מאחורי כוכב האם והסתיו הטיטאניק יוחלף בחורף ארוך ועז.

הטמפרטורות על פני הלוויין נעות בין מינוס 140-180 מעלות צלזיוס. נתונים שהתקבלו מחשכת החלל Huygens חשפו עובדה מוזרה. ההבדל בין טמפרטורות קוטביות למשווניות הוא 3 מעלות בלבד. זה מוסבר על ידי נוכחות של אטמוספירה צפופה, המונעת את השפעת אור השמש על פני השטח של טיטאן. למרות הצפיפות הגבוהה של האטמוספירה, אין משקעים נוזליים על טיטאן בגלל טמפרטורות נמוכות. בחורף, פני הלוויין מכוסים בשלג מאתאן, חלקיקי אדי מים ואמוניה. זה רק חלק קטן ממה שאנחנו יודעים על טיטאן. עובדות מעניינות על הלוויין הגדול ביותר של שבתאי נוגעות ממש לכל תחום, מאסטרונומיה, אקלימטולוגיה וקרחולוגיה ועד למיקרוביולוגיה.

טיטאן במלוא הדרו

עד לא מזמן, רוב המידע על ירח שבתאי התבסס על תצפיות חזותיות שהתקבלו מחשכת החלל וויאג'ר, שחלפה על פניו במרוץ למרחק של 7000 ק"מ ב-1980. טלסקופ האבל פתח מעט את מעטה הסודיות לגבי עצם החלל הזה. כדי לקבל מושג על פני השטח של הלוויין לא אפשרו את האטמוספירה הצפופה שלו, שבצפיפות ובעובי היא שנייה רק ​​למעטפת הגז הוונוסית והיבשתית.

המשימה של התחנה האוטומטית Cassini בשנת 2004 סייעה להסיר את מעטה הערפל ששלט על גוף שמימי זה. במשך ארבע שנים, המכשיר היה במסלול של שבתאי, וביצע צילום רציף של הלוויינים שלו, כולל טיטאן. המחקר של הגשושית Cassini בוצע באמצעות מצלמה עם מסנן אינפרא אדום ומכ"ם מיוחד. הצילומים צולמו מזוויות שונות במרחק של 900-2000 ק"מ משטח הלוויין.

שיאו של חקר טיטאן היה הנחיתה על פני השטח של הגשושית הויגנס, על שם מגלה ירח שבתאי. המנגנון, לאחר שנכנס לשכבות הצפופות של האטמוספירה של טיטאן, ירד בצניחה למשך 2.5 שעות. במהלך תקופה זו, ציוד הגשושית חקר את הרכב האטמוספירה של הלוויין, צילם את פניו מגובה של 150, 70, 30, 15 ו-10 קילומטרים. לאחר ירידה ארוכה, נחתה גשושית החלל על פני השטח של טיטאן, ונחברה 0.2-0.5 מטרים בקרח המלוכלך. לאחר הנחיתה על הירח, הויגנס עבד קצת יותר משעה, והעביר לכדור הארץ דרך ה- Cassini AMS מידע שימושי רב ישירות מפני השטח של הלוויין. הודות לתמונות שצולמו מחללית קאסיני וגישוש הויגנס, צוות חוקרים הרכיב מפה של טיטאן. בנוסף, למדענים היה כעת מידע מפורט על האטמוספירה שלו, נתונים על האקלים על פני השטח ותכונות התבליט.

אווירת לוויין

במצב עם טיטאן, בפעם הראשונה בתהליך של מחקר וחקר גרמי השמים של מערכת השמש, הייתה למדענים הזדמנות לחקור את האטמוספירה בפירוט. כצפוי, ללווין של שבתאי יש אטמוספרה צפופה ומפותחת, אשר לא רק דומה למעטפת הגזי של כדור הארץ במובנים רבים, אלא גם עולה עליה במסה.

עובי השכבה האטמוספרית של טיטאן היה 400 ק"מ. לכל שכבה של האטמוספירה יש הרכב וריכוז משלה. הרכב הגז הוא כדלקמן:

• 98.6% משאיר חנקן N;
• 1.6% באטמוספירה הוא מתאן;
• כמות קטנה של אתאן, תרכובות אצטילן, פרופאן, פחמן דו חמצני ופחמן חד חמצני, הליום וציאן.

ריכוז המתאן באטמוספירה של הלוויין, החל מגובה של 30 ק"מ, משתנה בכיוון הירידה. ככל שמתקרבים לפני השטח של הלוויין, כמות המתאן יורדת ל-95%, אך ריכוז האתאן עולה ל-4-4.5%.

מאפיין אופייני לשכבת האוויר-גז של לוויין טיטאן הוא אפקט האנטי-חממה שלו. הימצאות מולקולות אורגניות פחמימניות בשכבות התחתונות של האטמוספירה מנטרלת את אפקט החממה שנוצר מריכוז עצום של מתאן. כתוצאה מכך, פני השטח של הגוף השמימי מתקררים באופן שווה עקב נוכחותם של פחמימנים. אותם תהליכים ושדה הכבידה של שבתאי קובעים את מחזור האווירה של טיטאן. תמונה כזו תורמת להיווצרות תהליכים אקלימיים פעילים באטמוספירה של הירח של שבתאי.

יש לציין שהאטמוספירה של הלוויין יורדת כל הזמן במשקל. זאת בשל היעדר שדה מגנטי רב עוצמה בגוף השמימי, שאינו מסוגל להחזיק את מעטפת האוויר-גז, שנמצאת בהשפעה מתמדת של רוח השמש וכוחות הכבידה של שבתאי. נכון להיום, הלחץ האטמוספרי על הלוויין של הענק הטבעתי הוא 1.5 אטמוספירה. זה תמיד בא לידי ביטוי בתנאי מזג האוויר, המשתנים עם ריכוז הגזים באטמוספירה של טיטאן.

העבודה העיקרית על יצירת מזג אוויר על טיטאן מבוצעת על ידי עננים צפופים, אשר, בניגוד להמוני אוויר יבשתיים, מורכבים מתרכובות אורגניות. תצורות האטמוספירה הללו הן מקור המשקעים בלוויין הגדול ביותר של שבתאי. בגלל טמפרטורות נמוכות, האטמוספירה של גרם השמים יבשה. הריכוז הגבוה ביותר של עננות נמצא באזורי הקוטב. בשל טמפרטורות נמוכות, הלחות באטמוספירה נמוכה ביותר, ולכן המשקעים על טיטאן הם גבישי קרח מתאן וכפור, המורכבים מתרכובות של חנקן, אתאן ואמוניה.

פני השטח של טיטאן והמבנה שלו

ללוויין של שבתאי יש לא רק אטמוספרה מעניינת. פני השטח שלו הם אובייקט מוזר ביותר מנקודת המבט של הגיאולוגיה. מתחת לשמיכה עבה של מתאן, עדשות הצילום והמצלמות של גשושית החלל הויגנס גילו יבשות שלמות, מופרדות על ידי אגמים וימים רבים. כמו בכדור הארץ, יש הרבה תצורות סלעיות והרים ביבשות, יש חריצים ושקעים עמוקים. את מקומם מחליפים מישורים ועמקים עצומים. בחלק המשווני של הגוף השמימי נוצר שטח עצום של דיונות על ידי חלקיקי פחמיקרבונט וקרח מים. ההנחה היא שחללית הויגנס נחתה על אחת מהדיונות הללו.

הדמיון המוחלט לכוכב לכת חי מוסיף נוכחות של מבנה נוזלי. בטיטאן התגלו נהרות שיש להם מקורות, ערוצים מפותלים ודלתות - מקומות שבהם נחלים זורמים לאגני הים. על פי הנתונים שנלקחו מהתמונות, לחלק מהנהרות של טיטאן יש אורך ערוץ של יותר מ-1000 ק"מ. כמעט כל המסה הנוזלית של טיטאן מרוכזת באגני ים ואגמים, אשר תופסים שטח מרשים - עד 30-40% משטח הפנים כולו של גוף שמימי זה.

עדות לנוכחות של הצטברויות גדולות של מדיום נוזלי על פני הלוויין הייתה נקודה בהירה ענקית, שבמשך זמן רב בלבלה אסטרונומים. לאחר מכן, הוכח כי האזור הבהיר על טיטאן הוא בריכה ענקית של פחמימנים נוזליים, הנקראת ים קראקן. לפי שטח, גוף המים הדמיוני הזה גדול יותר מהאגם הגדול ביותר על פני כדור הארץ - הים הכספי. עוד חפץ מעניין לא פחות הוא ים Ligeia - המאגר הטבעי הגדול ביותר של מתאן ואיתן נוזלי.

מידע מדויק על הרכב הסביבה הנוזלית של הימים והאגמים של טיטאן הושג הודות לעבודתו של Cassini AMS. באמצעות נתונים מתצלומים והדמיות ממוחשבות, הרכב הנוזל על טיטאן נקבע בתנאים יבשתיים:

• אתאן הוא 76-80%;
• פרופאן בים ובאגמים של טיטאן 6-7%;
• מתאן מהווה 5-10%.

בנוסף ליסודות העיקריים, המוצגים בצורה של גזים קפואים, מימן ציאניד, בוטאן, בוטן ואצטילן נמצאים בנוזל. להצטברות המים העיקרית על טיטאן יש אופי שונה במקצת מצורת כדור הארץ. על פני הלוויין נמצאו מרבצים עצומים של קרח מחומם-על, המורכב ממים ואמוניה. ההנחה היא כי מתחת לפני השטח עשויים להיות מאגרים טבעיים נרחבים המלאים במים נוזליים ובהם אמוניה מומסת. בהיבט זה, גם המבנה הפנימי של הלוויין מעניין.

כיום מועלות גרסאות שונות לגבי המבנה הפנימי של טיטאן. כפי שקורה לכל כוכבי הלכת של הקבוצה הארצית, יש לו ליבה מוצקה, לא ברזל-ניקל, כמו בארבעת כוכבי הלכת הראשונים של מערכת השמש, אלא אבן. קוטרו הוא כ-3400-3500 ק"מ. ואז מתחיל המעניין ביותר. בניגוד לכדור הארץ, שבו המעטפת מתחילה אחרי הליבה, בטיטאן חלל זה מלא בשכבות דחוסות צפופות של קרח מים ומתאן הידרט. ככל הנראה, יש שכבה נוזלית בין השכבות הבודדות. עם זאת, למרות הקור ואופיו האבן, הלוויין נמצא בשלב פעיל ונצפים בו תהליכים טקטוניים. זה מקל על ידי כוחות גאות ושפל, אשר נגרמים על ידי כוח הכבידה הענק של שבתאי.

עתיד אפשרי של טיטאן

אם לשפוט לפי נתוני מחקרים שנערכו בעשור האחרון, האנושות מתמודדת עם עצם ייחודי במערכת השמש. התברר כי טיטאן הוא הגוף השמימי היחיד, בנוסף לכדור הארץ, המאופיין בכל שלושת סוגי הפעילות. על הלוויין של שבתאי נצפים עקבות של פעילות גיאולוגית מתמדת, המהווים אישור לפעילותו הטקטונית החיה.

במידה רבה, גם אופי פני השטח של טיטאן מעניין. המבנה, ההרכב והתבליט שלו מדברים בעד העובדה שפני הירח של שבתאי נמצאים בתנועה מתמדת. כאן, כמו בכדור הארץ, בהשפעת הרוחות והמשקעים, נצפית שחיקת קרקע, מתבלים בסלעים ומשקעים.

הרכב האטמוספירה של הלוויין ותהליכי המחזור המתרחשים בו עיצבו את האקלים על טיטאן. כל הסימנים הללו מדברים בעד העובדה שחיים יכולים להתקיים על טיטאן בתנאים מסוימים. באופן טבעי, זו תהיה צורת חיים שונה מאורגניזמים יבשתיים, אבל עצם קיומו יהיה תגלית אדירה עבור האנושות.

אם יש לכם שאלות כלשהן - השאירו אותן בתגובות מתחת למאמר. אנחנו או המבקרים שלנו נשמח לענות להם.

class="part1">

פרט:

לוויינים של שבתאי

טִיטָן

© ולדימיר קלאנוב,
אתר אינטרנט"ידע הוא כוח".

עשרות לוויינים סובבים סביב שבתאי. נכון לעכשיו, ידועים 53 לוויינים בעלי שם, כתריסר גרמי שמים "ממתינים" לאישור של מסלולי הטיסה שלהם למעורבות במערכת הלווינית של שבתאי. ביניהם בולט הלוויין הגדול ביותר - טיטאן, שהתגלה, כידוע, כבר בשנת 1655 על ידי כריסטיאן הויגנס. מבחינת גודל, טיטאן מדורג במקום השני מבין כל הלוויינים של מערכת השמש, שני רק לגנימד, הלווין של צדק. הקוטר של טיטאן הוא 5150 ק"מ, כלומר. בגודלו, לוויין זה גדול יותר מכוכב הלכת מרקורי, שקוטרו 4878 ק"מ. תקופת ההקפה של טיטאן סביב שבתאי היא כמעט 16 ימים (15 ימים, 22 שעות ו-41 דקות). טיטאן מופנה לשבתאי מצד אחד, כמו הירח לכדור הארץ. טיטאן נע במסלולו במרחק של 1221900 ק"מ משבתאי.

המבנה הפנימי של טיטאן

טיטאן מעורר עניין רב לא רק לאסטרונומים, אלא גם לביולוגים, גיאולוגים ופליאוקלימטולוגים. אבל כולם מתעניינים לא רק ולא כל כך בגודלו של טיטאן ובפרמטרים של מסלולו, כמו באטמוספירה ובפני השטח של הלוויין הזה.

טיטאן הוא הירח היחיד במערכת השמש שיש לו אטמוספירה. צפיפות האטמוספירה של טיטאן גבוהה בהרבה מצפיפות האטמוספירה של כדור הארץ, ולכן הלחץ בגובה פני השטח של טיטאן גבוה פי אחד וחצי (1.5 בר) מזה של כדור הארץ. הטמפרטורה על פני הלוויין היא בטווח שבין 90 ל-100 K. האטמוספירה מורכבת בעיקר מחנקן (90-97%), יש גם מתאן (2-5%) וארגון (כ-0-6%) , יש עקבות של אתאן, מימן (0.2%) ופחמן דו חמצני. נוכחותו של מתאן נקבעה כבר בשנת 1944 באמצעות ספקטרומטריית אינפרא אדום.

פני השטח של טיטאן מכוסים בעננים. בתמונות ששודרו ב-1980 על ידי וויאג'ר 1, העננים הם בעיקר כתומים. משמעות הדבר היא נוכחות של מולקולות אורגניות בהן, וזה די מובן בנוכחות מתאן באטמוספירה. מתאן הוא גז חממה, ועננים המכילים מתאן מכסים בצפיפות את פני השטח של טיטאן. תצפיות חזותיות של טיטאן הן קשות מאוד. כמה חוקרים הציעו שקור שולט רק בשכבות החיצוניות של האטמוספירה, וייתכנו תנאים אחרים על פני השטח, כולל כאלה שבהם מתאפשרים חיי חלבון.

הייתה הנחה לגבי הדמיון של האטמוספרה הטיטאנית לאטמוספירה שהייתה קיימת בעבר על כדור הארץ. להנחה זו היה בסיס מסוים, כי. באטמוספירה המודרנית של כדור הארץ, כמו באטמוספירה של טיטאן, המרכיב העיקרי הוא חנקן מולקולרי.

תעלומת השטח של טיטאן

נוף פנורמי של פני השטח של טיטאן מהחללית "Huygens"

המסתורין של פני השטח של טיטאן רדפה מדענים. אסטרונומים, ובמיוחד ביולוגים ופליאוקלימטולוגים, רצו ללמוד עוד על הגוף השמימי, שעליו (מה אם!) ניתן למצוא חיי חלבון. מה יש שם מתחת לשכבת עננים: האוקיינוס ​​או משטח מוצק? אם האוקיינוס, במה הוא מלא - מים? אתאן? לא לקח הרבה זמן עד שהשאלות הללו נענו. בשנת 1997, נאס"א, יחד עם סוכנות החלל האירופית, משלימה את הפיתוח של פרויקט Cassini-Huygens והמנגנון הבין-כוכבי של Cassini עם הגשושית האטמוספרית Huygens מתחיל לטיטאן. ביולי 2004, הגשושית הויגנס נפרדת מחללית קאסיני, נכנסת לאטמוספירה המעוננת של טיטאן ונוחתת על פניה. המידע שחללית הויגנס שידרה לכדור הארץ לא הותיר סיכוי לחוקרים שחלמו למצוא לפחות עקבות של פעילות ביולוגית על טיטאן. שוב, אנו משוכנעים שבמערכת השמש, ואולי בכל הגלקסיה שלנו ואפילו באלפי גלקסיות כאלה, חיים לא קיימים בשום מקום מלבד כדור הארץ הקטן והיפה שלנו. פני השטח של טיטאן, כמו האטמוספירה שלו, היו קרים במיוחד, עם טמפרטורת פני השטח הממוצעת של מינוס 178 מעלות צלזיוס. יש הרבה אגמים על פני השטח שלו, אבל הם מלאים באופן טבעי לא במים, אולי הם תרכובות של מתאן או אתאן עם חומרים אחרים.

המחקר על טיטאן נמשך. עד כה, מעל 60% משטחו של טיטאן מופו. אגמים תופסים כ-14% מכלל השטח הנחקר. צפיפות החומר של טיטאן (תערובת של סלע וקרח) היא כ-1.88 גרם/ס"מ³, שהיא הצפיפות הגבוהה ביותר מבין ירחי שבתאי. טיטאן מהווה יותר מ-95% מהמסה של כל ירחי שבתאי. המסה של טיטאן היא 1.345 × 10 23 ק"ג. תאוצת הנפילה החופשית היא 1.352 (m/s²), כלומר. כוח הכבידה קטן בערך פי שבעה מאשר בכדור הארץ.

© ולדימיר קלאנוב,
"ידע הוא כוח"

מבקרים יקרים!

העבודה שלך מושבתת JavaScript. אנא הפעל את הסקריפטים בדפדפן, ותראה את הפונקציונליות המלאה של האתר!

הירח של שבתאי הוא טיטאן, הגוף השמימי הדומה ביותר לכדור הארץ. לאחרונה, מדענים קיבלו תמונה שבה, לראשונה, התגלה חומר במצב נוזלי מחוץ לכדור הארץ. בנוסף, על טיטאן התגלתה אטמוספירה דומה לזו של כדור הארץ. בעבר, תגליות מדעיות בעלות פרופיל גבוה כבר נקשרו לטיטאן, לדוגמה, בשנת 2008 התגלה אוקיינוס ​​תת קרקעי על טיטאן. אולי זה טיטאן, ולא מאדים, שיהפוך לבית העתיד שלנו.

טיטאן הוא הירח השני בגודלו במערכת השמש אחרי גנימד. טיטאן מכיל 95% מהמסה של כל ירחי שבתאי. כוח המשיכה על טיטאן הוא כשביעית מכוח המשיכה של כדור הארץ. טיטאן הוא הירח היחיד במערכת השמש שיש לו אטמוספירה צפופה, והירח היחיד שכמעט בלתי אפשרי לראות את פני השטח שלו בגלל שכבת העננים העבה. הלחץ על פני השטח גבוה פי 1.6 מלחץ האטמוספירה של כדור הארץ. טמפרטורה - מינוס 170-180 מעלות צלזיוס


לטיטאן יש ימים, אגמים ונהרות העשויים מתאן ואתאן, כמו גם הרים עשויים קרח. ככל הנראה, סביב ליבת האבן, בקוטר של כ-3400 ק"מ, ישנן מספר שכבות של קרח עם סוגי התגבשות שונים ואולי שכבת נוזל. מספר מדענים העלו השערה לגבי קיומו של אוקיינוס ​​תת-קרקעי גלובלי. השוואה של תמונות Cassini מ-2005 ו-2007 הראתה שפרטי נוף הוסטו בכ-30 קילומטרים. מכיוון שטיטאן מופנה תמיד לשבתאי מצד אחד, ניתן להסביר תזוזה כזו על ידי העובדה שהקרום הקפוא מופרד מהמסה העיקרית של הלוויין על ידי שכבת נוזל גלובלית. תנועת הקרום עלולה לגרום למחזוריות האטמוספירה המסתובבת בכיוון אחד (ממערב למזרח) וגוררת איתה את הקרום. אם תנועת הקרום מתבררת כלא אחידה, אז זה יאשש את השערת קיומו של האוקיינוס. יש להניח שהוא מורכב ממים עם אמוניה מומסת בתוכם.


תיאוריה זו אושרה על ידי תמונה של אור השמש המשתקף מעל פני השטח של טיטאן שצולמה באמצע יולי 2009 על ידי חללית קאסיני. התמונה הוצגה בפומבי רק בדצמבר 2009, במפגש השנתי של האגודה הגיאופיזית האמריקאית בסן פרנסיסקו.

לאחר מכן, מדענים נאלצו להשקיע זמן רב כדי להוכיח שהנקודה הבהירה שזוהתה אינה אלא סנוור שמש על פני האגם, ולא התפרצות געשית או ברק. כתוצאה מניתוח נוסף, מדענים הצליחו לגלות שהסנוור שזוהה שייך לאגן הפחמימנים הענק של ים קראקן, ששטחו הוא 400 אלף קמ"ר, שהוא גדול יותר משטחו של האגם הגדול ביותר על פני כדור הארץ - הים הכספי. לפי נתוני קאסיני וחישובי מחשב, הרכב הנוזל באגמים הוא כדלקמן: אתאן (76-79%). במקום השני פרופאן (7-8%), בשלישי - מתאן (5-10%). בנוסף, האגמים מכילים 2-3% מימן ציאניד, וכ-1% בוטן, בוטאן ואצטילן. לפי השערות אחרות, המרכיבים העיקריים הם אתאן ומתאן.

נוכחותם של אגמים של פחמימנים נוזליים על פני השטח של טיטאן לא הייתה מוטלת בספק מאז התגלו סימני אגמים ענקיים של נוזלים על ידי קאסיני בתהליך של חקר פני השטח של טיטאן באמצעות גלי רדיו. מדענים, בהתבסס על הנתונים העקיפים הללו, אפילו הצליחו להוכיח את נוכחותם של מחזורים של קרחונים עולמיים והפשרות על טיטאן, אך עד כה לא הצליחו אסטרונומים לפרוץ דרך אטמוספירת הפחמימנים הצפופה של טיטאן כדי לכבוש את האגמים הללו. לראשונה, צוות החוקרים שעבד עם קאסיני הצליח לעשות זאת רק כעת, כאשר החורף הסתיים בחצי הכדור הצפוני של טיטאן, שם מרוכזים רוב האגמים, ופני השטח שלו החלו להיות מוארים שוב בקרני ה-Titan. שמש.


"מדהים עד כמה פני השטח של טיטאן מזכירים את כדור הארץ", אמרה הגיאולוג הפלנטרי רוזלי לופז מפסדינה באוגוסט לאחר שחקרה את פני השטח של טיטאן בפירוט.


לטיטאן יש אטמוספרה, מה שהופך אותו גם לדומה לכדור הארץ. עובי האטמוספירה של טיטאן כ-400 קילומטרים ומכילה כמה שכבות של ערפיח פחמימנים, מה שהופך את טיטאן ללוויין היחיד במערכת השמש שלא ניתן לצפות על פני השטח שלו באמצעות טלסקופ. ערפיח אחראי גם לאפקט האנטי-חממה הייחודי למערכת השמש. האטמוספרה היא 98.6% חנקן, ובשכבה הקרובה לפני השטח תכולתה יורדת ל-95%. לפיכך, טיטאן וכדור הארץ הם הגופים היחידים במערכת השמש עם אטמוספירה צפופה ותכולה דומיננטית של חנקן. התרשים מציג את המבנה של טיטאן. בהמשך לנושא זה, אני ממליץ לכם לקרוא על הטיול למאדים ופרויקט Space X של אילון מאסק, שמתכנן להפוך את החיים על מאדים למציאות.

טיטאן מקבל מעט מאוד אנרגיית שמש על מנת להבטיח את הדינמיקה של תהליכים אטמוספריים. סביר להניח שהשפעות הגאות והשפל העוצמתיות של שבתאי מספקות אנרגיה להנעת מסות אטמוספריות, חזקות פי 400 מהגאות והשפל הנגרמים על ידי הירח בכדור הארץ. מיקומם הרוחב של רכסי דיונות, הנפוצים על טיטאן, מדבר בעד ההנחה על אופי גאות ושפל של הרוחות. פני השטח של טיטאן בקווי רוחב נמוכים חולקו לכמה אזורים בהירים וחשוכים עם גבולות ברורים. ליד קו המשווה בחצי כדור הארץ המוביל, יש אזור בהיר בגודל של אוסטרליה (נראה גם בצילומי האבל), שהוא רכס הרים. זה נקרא Xanadu.

שם לוויין:טִיטָן;

קוטר: 5152 ק"מ;

שטח פוב: 83,000,000 קמ"ר;

נפח: 715.66×10 8 ק"מ³;

משקל: 1.35×1023 ק"ג;

צְפִיפוּת לִהיוֹת: 1880 ק"ג/מ"ר;

תקופת רוטציה: 15.95 ימים;

תקופת המחזור: 15.95 ימים;

מרחק משבתאי: 1,161,600 ק"מ;

מהירות מסלול: 5.57 קמ"ש;

אורך קו המשווה: 16,177 ק"מ;

נטיית מסלול: 0.35°;

Accel. נפילה חופשית: 1.35 מ"ר לשנייה;

לוויין: שַׁבְתַאִי

טִיטָן- הלוויין הגדול ביותר של שבתאי, כמו גם הלוויין השני בגודלו במערכת השמש. במשך זמן רב האמינו כי טיטאן הוא הירח הגדול ביותר במערכת השמש. מאז המחקר המודרני, מדענים שמו לב לגודלו של ירח צדק גנימד, שרדיוס (2634 ק"מ) גדול ב-58 ק"מ מזה של טיטאן (2576 ק"מ). הלוויין של שבתאי לא רק גדול יותר משאר הירחים, אלא אפילו מחלק מכוכבי הלכת. לדוגמה, הרדיוס של כוכב הלכת הראשון מהשמש מרקורי הוא 2440 ק"מ, שהם 136 ק"מ פחות מרדיוס טיטאן, והכוכב האחרון במערכת השמש הוא פלוטו, נפח קטן ב-10 מהלוויין. גודל טיטאןבין כוכבי הלכת הוא קרוב למאדים (רדיוס 3390 ק"מ), והנפחים שלהם הם ביחס 1:2.28 (לטובת מאדים). בנוסף, טיטאן הוא הגוף הצפוף ביותר מבין כל ירחי שבתאי. והמסה של הירח הגדול ביותר גדולה יותר משאר הלוויינים של שבתאי גם יחד. טיטאן מהווה יותר מ-95% מהמסה של כל ירחי שבתאי. זה קצת כמו היחס בין מסת השמש לכל שאר הגופים במערכת השמש. כאשר מסת הכוכב מהווה יותר מ-99% מהמסה של מערכת השמש כולה. צפיפות ומסהטיטניום 1880 ק"ג / מ"ק ו-1.35 × 10 23 ק"ג דומה ללוויינים של צדק - גנימד (1936 ק"ג / מ"ק, 1.48 × 10 23 ק"ג) וקליסטו (1834 ק"ג / מ"ק, 1.08 × 10 23 ק"ג).
טיטאן הוא הירח העשרים ושניים של שבתאי. מסלולו רחוק יותר מדיונה, תטיס ואנקלדוס, אך קרוב פי שלושה מזה של יאפטוס. טיטאן ממוקם מחוץ לטבעות שבתאי במרחק של 1,221,900 ק"מ ממרכז כוכב הלכת ולא קרוב יותר מ-1,161,600 ק"מ מהשכבות החיצוניות של האטמוספירה של שבתאי. הלוויין עושה מהפכה שלמה בכמעט 16 ימי כדור הארץ, או ליתר דיוק ב-15 ימים 22 שעות ו-41 דקות במהירות ממוצעת של 5.57 קמ"ש. זה מהיר פי 5.5 מסיבוב הירח סביב כדור הארץ. כמו הירח ולוויינים פלנטריים רבים אחרים במערכת השמש, לטיטאן יש סיבוב סינכרוני ביחס לכוכב הלכת, הנובע מפעולת כוחות הגאות והשפל. המשמעות היא שתקופות הסיבוב סביב צירו וההפיכה סביב שבתאי חופפות, והלוויין מופנה תמיד לכוכב הלכת באותו צד. בטיטאן, כמו בכדור הארץ, יש חילופי עונות, שכן ציר הסיבוב של שבתאי נוטה ביחס לקו המשווה שלו ב-26.73 מעלות. אף על פי כן, כוכב הלכת כל כך מרוחק מהשמש (1.43 מיליארד ק"מ) שעונות אקלים כאלה נמשכות 7.5 שנים כל אחת. כלומר, חורף, אביב, קיץ וסתיו על שבתאי והלוויינים שלו, כולל טיטאן, מתחלפים כל 30 שנה - זה כמה זמן צריך מערכת שבתאילעטוף לחלוטין את השמש.

טיטאן, כמו כל שאר הלוויינים הגדולים של מערכת השמש, התגלה בימי הביניים. למרות שהאופטיקה והטלסקופים של אז היו נחותים בהרבה מאלו המודרניים, בכל זאת, ב-25 במרץ 1655, האסטרונום כריסטיאן הויגנסהצליח להבחין בגוף בהיר ליד שבתאי, שכפי שהוא קבע, מופיע כל 16 יום באותו מקום בדיסק של שבתאי ולכן עוטף את כוכב הלכת. לאחר ארבע מהפכות כאלה, ביוני 1655, כאשר לטבעות שבתאי הייתה נטייה נמוכה ביחס לכדור הארץ ולא הפריעו לתצפית, הויגנס השתכנע לבסוף שהוא גילה את הלוויין של שבתאי. זו הייתה הגילוי השני של לוויין מאז המצאת הטלסקופ, 45 שנים לאחר הגילוי. גלילאוארבעת הירחים הגדולים ביותר של צדק. במשך כמעט מאתיים שנה, ללוויין לא היה שם ספציפי. השם האמיתי של טיטאן הוצע על ידי ג'ון הרשל, אסטרונום ופיזיקאי אנגלי בשנת 1847, לכבוד אחיו של קרונוס, טיטאן.

גודלו של טיטאן (משמאל למטה) בהשוואה לירח (משמאל למעלה) ולכדור הארץ (מימין).

טיטאן קטן פי 15 מכדור הארץ ופי 3.3 מהירח

אווירה ואקלים

טיטאן הוא הלוויין היחיד במערכת השמש שיש לו אטמוספירה צפופה ועבה למדי. הוא מסתיים בגובה של כ-400 ק"מ מפני השטח של הלוויין, הגבוה פי 4.7 מהאטמוספירה של כדור הארץ (הגבול המותנה בין מעטפת האוויר של כדור הארץ לחלל נלקח קו קרמןבגובה של 85 ק"מ מפני כדור הארץ). לאטמוספירה של טיטאן יש מסה ממוצעת של 4.8 × 10 20 ק"ג, שהיא כבדה כמעט פי 100 מהאוויר של כדור הארץ (5.2 × 10 18 ק"ג). עם זאת, עקב כוח הכבידה החלש, תאוצת הנפילה החופשית על הלוויין היא רק 1.35 מ'/מ"ר - חלשה פי 7.3 מכוח הכבידה של כדור הארץ, ולכן, כשהלחץ יורד על פני השטח של טיטאן, הוא עולה רק ל-146.7 קילו-פאס (רק 1.5). פעמים האטמוספירה של כדור הארץ). האטמוספירה של טיטאן דומה מאוד לזו של כדור הארץ. גם השכבות התחתונות שלו מחולקות ל הטרופוספירה והסטרטוספירה. בטרופוספירה הטמפרטורה יורדת עם הגובה, מ-179 מעלות צלזיוס על פני השטח ל-203 מעלות צלזיוס בגובה 35 ק"מ (בכדור הארץ, הטרופוספירה מסתיימת בגובה של 10-12 ק"מ). טרופופוזה נרחבת משתרעת עד לגובה של 50 ק"מ, שם הטמפרטורה נשארת כמעט קבועה. ואז הטמפרטורה מתחילה לעלות, עוקפת את הסטרטוספירה והמזוספרה - כ-150 ק"מ מפני השטח. IN יונוספירהבגובה של 400-500 ק"מ, הטמפרטורה עולה לסימון מרבי - כ-120-130 מעלות צלזיוס.

מעטפת האוויר של טיטאן מורכבת כמעט כולה מ-98.4% חנקן, 1.6% הנותרים הם מתאן וארגון, השוררים בעיקר באטמוספרה העליונה. גם בזה הלוויין דומה ל הכוכב שלנו, שכן טיטאן וכדור הארץ הם הגופים היחידים במערכת השמש, שהאטמוספרות שלהם הן בעיקר חנקן (על פני כדור הארץ ריכוז החנקן הוא 78.1%). לטיטניום אין שדה מגנטי משמעותי, ולכן השכבות העליונות של מעטפת האוויר רגישות מאוד לרוח השמש ולקרינה קוסמית. IN אווירה עליונה, בהשפעת קרינת השמש האולטרה סגולה, מתאן וחנקן יוצרים תרכובות פחמימנים מורכבות. חלקם מכילים לפחות 7 אטומי פחמן. אם זה יורד ל משטח של טיטאןותסתכל למעלה, השמיים יהיו כתומים, כי השכבות הצפופות של האטמוספירה לא ששות לשחרר את קרני השמש. גם תרכובות אורגניות, כולל אטומי חנקן בשכבות העליונות של האטמוספירה, יכולות ליצור צבע כזה של האוויר.

השוואה בין האטמוספרה של כדור הארץ לאטמוספירה של טיטאן. האוויר של שני הגופים הוא בעיקר

מורכב מחנקן: טיטניום - 94.8%, כדור הארץ - 78.1%. יתר על כן, בשכבות האמצעיות

הטרופוספירה של טיטאן, בגובה של 8-10 ק"מ מכילה כ-40% מתאן, אשר

בלחץ הוא מתעבה לענני מתאן. ואז אל פני השטח

גשמים מתאן נוזלי, כמו בכדור הארץ - מים

תמונה של טיטאן מחללית קאסיני. אַטמוֹספֵרָה לוויין לכן

צפוף ואטום שאי אפשר לראות את פני השטח מהחלל

נושא מעניין לדיון על טיטאן הוא ללא ספק אקלים לווייני. הטמפרטורה על פני השטח של טיטאן היא בממוצע -180 מעלות צלזיוס. בשל האווירה הצפופה והאטומה, הפרש הטמפרטורות בין הקטבים לקו המשווה הוא 3 מעלות בלבד. הטמפרטורות הנמוכות והלחצים הגבוהים הללו נוגדים את המסת קרח המים, ומשאירים את האטמוספירה כמעט נטולת מים. על פני השטח, האוויר מורכב כמעט כולו מחנקן, וככל שהוא עולה, ריכוז החנקן יורד, בעוד שתכולת האתאן C 2 H 6 ומתאן CH 4 עולה. בגובה של 8-16 ק"מ, הלחות היחסית של גזים עולה ל-100% ומתעבה לזרימה ענני מתאן ואתאן. הלחץ על טיטאן מספיק כדי לשמור על שני היסודות הללו לא במצב גזי, כמו על כדור הארץ, אלא במצב נוזלי. מעת לעת, כאשר העננים צוברים לחות מספקת, על פני השטח של טיטאן, כמו משקעי כדור הארץ, נופלים. גשמי אתנו-מתאןויוצרים נהרות שלמים, ימים ואפילו אוקיינוסים מ"גז" נוזלי. במרץ 2007, במהלך התקרבות ללוויין, גילה מנגנון קאסיני כמה אגמי ענק ליד הקוטב הצפוני, הגדול שבהם מגיע לאורך של 1000 ק"מ וניתן להשוואה בשטח ל הים הכספי. על פי מחקר בדיקה וחישובי מחשב, אגמים כאלה מורכבים מיסודות פחמן-מימן כגון אתאן C 2 H 6 -79%, מתאן CH 4 -10%, פרופאן C 3 H 8 -7-8%, וכן קטן כמות מימן ציאניד 2-3% וכ-1% בוטילן. אגמים וימים כאלה, בלחץ אטמוספרי יבשתי (100 kPa או 1 אטמוספירה), יתפוגגו תוך שניות ויהפכו לענני גז. חלק מהגזים, כמו פרופאן ואתאן, יישארו בתחתית מכיוון שהם כבדים יותר מאוויר, בעוד המתאן יעלה מיד למעלה ויתפזר לאטמוספירה. בטיטאן זה שונה לגמרי. טמפרטורות נמוכות ולחץ גבוהים פי 1.5 מזה של כדור הארץ, שומרים על חומרים אלו בצפיפות מספקת למצב נוזלי. מדענים אינם שוללים את העובדה שעשויים בהחלט להתקיים חיים על ירח שבתאי בים ואגמים כאלה. על פני כדור הארץ, החיים נוצרו עקב האינטראקציה והפעילות של מים נוזליים, על עֲנָקבמקום מים, אתאן ומתאן עשויים לשרת. ברור שאנחנו לא מדברים על חיות גדולות ואפילו קטנות, אלא על אורגניזמים מיקרוסקופיים ופשוטים. למשל, חיידקים שסופגים מימן מולקולרי וניזונים מאצטילן ומשחררים מתאן בתהליך. כיצד חיות יבשות שואפות חמצן ונושפות פחמן דו חמצני.
רוּחַעל פני הלוויין, מהירותו חלשה מאוד, לא יותר מ-0.5 מ' לשנייה, אולם ככל שהוא עולה, הוא עולה. כבר בגובה של 10-30 ק"מ, הרוחות נושבות במהירות של 30 מ"ש וכיוונן עולה בקנה אחד עם כיוון הסיבוב של הלוויין. בגובה של 120 ק"מ מפני השטח, הרוח הופכת לסופות המערבולת וההוריקנים החזקות ביותר, שמהירותן עולה ל-80-100 מטר בשנייה.

מבט של אמן על הפנורמה של טיטאן. אגם מתאן מוקף סלעי

למבני הרים יש צבע צהוב כהה או חום בהיר ומשתלבים יפה

עם שמיים בגוון כתום, כמו הים הכחול - עם האטמוספירה הכחולה של כדור הארץ

המרכיבים העיקריים במחזור והאינטראקציה של האטמוספרה הם מתאן ואתאן,
שיכול להיווצר במעיים של טיטאן ולהשתחרר לאוויר כאשר
התפרצות הרי געש. באטמוספרה התחתונה הם מתעבים לנוזל
ויוצר עננים, ואז יורד אל פני השטח כמו גשמי מתאן ואתאן

משטח ומבנה

פני השטח של טיטאן, כמו רוב הלוויינים של שבתאי, מחולקים לאזורים כהים ובהירים, המופרדים זה מזה על ידי גבולות ברורים. כמו כדור הארץ, פני הלוויין מחולקים לאזורי יבשה - יבשות והחלק הנוזלי - אוקיינוסים וימים מ"גזים" נוזליים של מתאן ואתאן. באזור המשווני הקרוב באזור הבהיר נמצאת היבשת הגדולה ביותר של טיטאן - Xanadu. זוהי יבשת ענקית, בגודל של אוסטרליה, היא גבעה, המורכבת מרכסי הרים. רכסי ההרים של היבשת מתנשאים לגובה של יותר מ-1 ק"מ. על המדרונות שלהם, כמו נחלי כדור הארץ, נהרות נוזלים זורמים למטה, נוצרים על משטחים שטוחים אגמי מתאן. חלק מהסלעים השבריריים יותר נתונים לשחיקה, ומגשמי מתאן ונחלים הזורמים במורדות המתאן הנוזלי, נוצרות בהרים בהדרגה מערות. האזור האפל של טיטאן נוצר עקב הצטברות של חלקיקי אבק פחמימני הנופלים מהאטמוספרה העליונה, נשטפים בגשמי מתאן ממקומות גבוהים ומובאים לאזורי קו המשווה על ידי רוחות.

קשה מאוד לומר בדיוק מה המבנה הפנימי של טיטאן. ממוקם כנראה במרכז גרעין קשהמסלעי אבן, 2/3 מגודל הרדיוס של טיטאן (כ-1700 ק"מ). מעל הגרעין נמצא מַעֲטֶההמורכב מקרח מים צפוף והידרט מתאן. בשל כוחות הגאות והשפל של שבתאי ולוויינים סמוכים, ליבת הלוויין מתחממת, והאנרגיה שנוצרת בפנים דוחפת סלעים חמים אל פני השטח. בנוסף, כמו בכדור הארץ, מתרחשת התפרקות רדיואקטיבית של יסודות כימיים במעיים של טיטאן, המשמשת כאנרגיה נוספת להתפרצויות געשיות.

באפריל 1973 שוגרה חללית של נאס"א לעבר כוכבי הלכת הענקים. "פיוניר-11". שישה חודשים לאחר מכן, הוא ביצע תמרון כבידה סביב צדק והמשיך לכיוון שבתאי. ובספטמבר 1979, הגשושית עברה בטווח של 354,000 ק"מ מהאטמוספירה החיצונית של טיטאן. התכנסות זו סייעה למדענים לקבוע שטמפרטורות פני השטח קרות מכדי לתמוך בחיים. שנים לאחר מכן וויאג'ר 1התקרב ללוויין ב-5600 ק"מ, צילם הרבה תמונות באיכות גבוהה של האטמוספירה, קבע את המסה והגודל של הלוויין, כמו גם כמה מאפיינים מסלוליים. בשנות ה-90, באמצעות האופטיקה העוצמתית של טלסקופ האבל, נחקרה האטמוספירה של טיטאן ביתר פירוט - במיוחד ענני מתאן. מדענים גילו שגז מתאן, כמו אדי מים, נרטב בשכבות העליונות והופך לנוזל. ואז, בצורה זו, הוא נופל אל פני השטח כמשקעים.

השלב האחרון והמשמעותי יותר בחקר טיטאן נחשב למשימתה של תחנת החלל הבין-כוכבית " קאסיני-הויגנס". הוא ביצע את הטיסה הראשונה של טיטאן ב-26 באוקטובר 2004, במרחק של 1200 ק"מ בלבד מפני השטח. מטווח קרוב זה, הגשושית אישרה את נוכחותו של נהרות ואגמים מתאן. חודשיים לאחר מכן, ב-25 בדצמבר, נפרד הויגנס מהגשושית החיצונית והחל בצלילה של ארבע מאות קילומטרים דרך השכבות האטומות של האטמוספירה של טיטאן. הירידה נמשכה שעתיים ו-28 דקות. במהלך תקופה זו, מכשירים על הסיפון זיהו אובך מתאן צפוף (שכבות ענן) בגובה של 18-19 ק"מ, שבו הלחץ האטמוספרי היה כ-50 kPa (0.5 atm). הטמפרטורה החיצונית בתחילת הירידה הייתה -202 מעלות צלזיוס, בעוד שעל פני השטח של טיטאן היא הייתה בערך -180 מעלות צלזיוס. כדי למנוע התנגשות פגיעה עם פני הלוויין, המנגנון ירד על מצנח מיוחד. מנהלת טיסות החלל, שצפה בהויגנס שוקעת, קיוויה מאוד לראות מתאן נוזלי על פני השטח. אבל המנגנון, בניגוד לרצונות, צלל על קרקע מוצקה.

פרויקט העתיד שנקרא "משימת מערכת טיטאן שבתאי". זו תהיה השייט הראשון בהיסטוריה

מחוץ לכדור הארץ. המכשיר יגלוש במשך 3 חודשים במרחבי האוקיינוס ​​מנוזל

מתאן ולהתפעל מהשקיעה של שבתאי הענק עם הטבעות שלו