Titan, Satürn’ün en büyük uydusudur, yoğun bir atmosferi olduğu bilinen tek doğal uydudur. Dünya dışında, yüzeyinde kararlı sıvı bulundurduğu kanıtlanan 2. gökcismidir.
Satürn’ün uydusu olan Titan, Güneş Sistemi’ndeki ikinci en büyük uydudur. Titan da, Ganymede gibi Merkür’den biraz daha büyüktür. Titan’ın büyük oranda azottan oluşan ve Güneş sistemindeki öteki uyduların hiçbirinde böylesine kalın olmayan atmosferinin, Dünya’nın ilk zamanlarındaki atmosferine benzediği düşünülmektedir.
Keşif ve adlandırma – Titan gözlem tarihi
Titan uydusu 25 Mart 1655’te Hollandalı astronom Christiaan Huygens tarafından keşfedildi. Huygens, Galileo’nun Jüpiter’in 1610’daki en büyük dört uydusunu keşfetmesinden ve teleskop teknolojisini çok ileri bir seviyeye çıkarmasından ilham alarak kardeşi Constantijn Huygens, Jr.’ın yardımıyla, 1650 civarında teleskoplar geliştirmeye başladı ve ilk keşifini bu teleskoplardan biriyle yaptı. Keşfi Titan’dı. Ay ve Jüpiter’in Galileo uydularından sonra, keşfedilen altıncı uydu oldu.
Titan ismi, Satürn’ün yedi ana uydusunun hepsinin ismiyle birlikte, William Herschel’in oğlu John tarafından önerildi.
1907’de İspanyol astronom Josep Comas i Solà, Titan’ın uzuvlarının koyulaştığını gözlemledi. Bu Titan’ın bir atmosferi olduğunun ilk kanıtıydı. 1944’te Gerard P. Kuiper, Titan’ın metandan oluşan bir atmosfere sahip olduğunu belirlemek için spektroskopik bir teknik kullandı.
Oluşum
Bilim insanları Titan’ın kökeni hakkında emin değiller. Ancak Titan atmosferi az da olsa bir ipucu sağlıyor. NASA ve ESA’nın Cassini-Huygens görevindeki çeşitli aletler Titan atmosferinde azot-14 ve azot-15 izotoplarını buldular. Aletler, Titan’ın azot izotop oranının, en çok Oort Bulutu’ndaki kuyruklu yıldızlarda bulunanlara benzemektedir. Titan’ın atmosferik azot oranı, Güneş’in oluşum aşamasındaki aynı gaz ve toz bulutundan meydana gelebileceğini işaret ediyor.
Boyut ve Kütle
- Titan, Dünya ve Ay kıyaslaması ( Image of Titan: NASA/JPL/Space Science Institute)
-
Ortalama yarıçapı 2.575 km olan Titan, Dünya yarıçapının yaklaşık 0.404 katıdır.(Ay’ın 1.480 katı)
-
345 × 1023 kg ağırlığında olan Titan Dünya’nın 0.0225 katıdır.(Ay’ın 1.829 katı)
-
Ayrıca 8.3 × 107 km2‘lik yüzey alanına sahiptir. Dünya’nın 0.163 katıdır.( Ay’ın 2.188 katı)
-
Hacmi 7.16 × 1010 km3’tür ve yaklaşık olarak Dünya hacminin 0.066 katıdır.( Ay’ın 3.3 katı)
Titan Yüzeyi
Titan’ın yüzeyi nispeten genç sayılacak yaştadır.(100 milyon ile 1 milyar yaşları arasında). Buna ek olarak, yüzeyde çarpma kraterleri olmasına rağmen nispeten pürüzsüz bir görünümdedir. Yükseklik değişimi de düşüktür. 150 metreden biraz daha azdır. Ancak ara sıra dağların yüksekliği 500 metre ile 1 km arasında yüksekliğe kadar çıkmaktadır. Bu dağların zaman içinde Titan’ın yüzeyini yeniden şekillendiren jeolojik süreçlerden dolayı olduğuna inanılıyor.
Eğer Titan’daki volkanizma gerçekten varsa, bunun sebebinin manto içindeki radyoaktif elementlerin bozulmasından, Satürn’ün sebep olduğu gelgit hareketlerinden veya Titan’ın yeraltı buz katmanlarının etkileşiminden ortaya çıkan enerjinin olabileceği düşünülüyor.
Titan’ın yüzeyinin geniş alanları hidrokarbondan yapılmış kum tepeleri ile kaplıdır. Titan’daki kum tepeleri, Afrika’daki Namibya çölüne benzetilebilir.
Metan gölleri
Titan ayrıca ünlü hidrokarbon denizlerine, sıvı metan göllerine ve diğer hidrokarbon bileşiklerine de ev sahipliği yapmaktadır. Bunların çoğu, kutuplara yakın bölgelerde tespit edilmiştir. Tıpkı “Ontario Lacus” gölü gibi. Güney kutbuna yakın olan bu metan gölü 15.000 km²’lik bir yüzölçümüne ve maksimum 7 metre derinliğe sahiptir.
Ancak en büyük sıvı kütlesi , kuzey kutbuna yakın bir metan gölü olan Kraken Mare’dir . Yaklaşık 400.000 km² yüzölçümüyle Hazar Denizi’nden daha büyük ve 160 metre derinliğinde olduğu tahmin ediliyor. Ayrıca 1,5 cm yüksekliğinde ve saniyede 0,7 metre hızda hareket eden dalgalar da tespit edilmiştir.
Ardından Titan’daki bilinen en büyük ikinci sıvı sıvı olan Ligeia Mare , Kraken Mare’ye bağlı ve aynı zamanda kuzey kutbuna da yakındır. Yaklaşık 126.000 km² yüzölçümünde ve 2000 km’den fazla uzunluğa sahip bir kıyı şeridine sahiptir.
Göllerin çoğu kutupların yanında yoğunlaşmış olsa da ekvator bölgelerinde de çok sayıda hidrokarbon gölleri de keşfedilmiştir. Bu ekvatoral göllerin yeraltı aktiviteleri tarafından beslendiği tahmin edilmektedir.
Cassini uzay aracı, yüzeyin 100 km altında önemli miktarda sıvı suyun bulunduğuna dair güçlü göstergeler de tespit etmiştir. Verilerin daha ayrıntılı analizi, bu okyanusun tuzlu olabileceğini göstermektedir.
Titan İç yapısı
İç yapısının birkaç katmana ayrıldığı düşünülmektedir. Farklı kristalize buz formlarından oluşan katmanlarla çevrili 3,400 kilometrelik kayalık bir çekirdek vardır. Cassini-Huygens görevi tarafından elde edilen kanıtlara dayanarak, Titan’da bir yeraltı okyanusu olabileceğine inanılıyor.
Bu yeraltı okyanusunun, suyun -97 ° C kadar düşük sıcaklıklarda bile sıvı halde kalmasına izin veren su ve amonyaktan oluştuğuna inanılmaktadır.
Titan Atmosferi
Güneş sistemimiz birçok uyduya ev sahipliği yapıyor ancak Titan, kalın atmosferi olan tek uydu olma özelliğine sahiptir. Titan’ın yüzeyindeki atmosferik basınç Dünya’dan yaklaşık %60 daha yüksektir(Bu oran kabaca denizin 15 metre altında hissettiğimiz basınçla eşdeğerdir). Titan kütlesi, Dünya kütlesinden daha az olduğu için, yerçekimi gazları tutamaz. Bu nedenle atmosfer, Dünya’dakinden 10 kat daha yükseğe çıkar.
Titan’ın atmosferi azot (yaklaşık %95), az miktarda başka karbon bakımından zengin bileşiklerle metandan(yaklaşık %5) oluşmaktadır. Titan atmosferinin yüksek mertebelerinde, metan ve azot molekülleri, Güneş’in ultraviyole ışığı ve Satürn’ün manyetik alanında hızlandırılmış yüksek enerjili parçacıklar tarafından parçalarına ayrılır. Bu moleküllerin parçaları çeşitli organik kimyasallar (karbon ve hidrojen içeren maddeler gibi) oluşturmak üzere birleşir ve çoğu zaman azot ve oksijen gibi Dünyadaki yaşam için önemli olan diğer elementleri oluşturur. Bu olay sonucunda bileşiklerin bir kısmı, bir tür duman yaratır.Bu duman Titan yüzeyinin uzaydan görmeyi zorlaştıran turuncu renkli bir sistir.
Titan’ın atmosferindeki metan varlığı, karmaşık atmosferini mümkün kılan şeydir ancak tüm bu metanın oluşum aşaması gizemini koruyor. Atmosferdeki metan Güneş’ten gelen enerji sayesinde parçalandığından, bilim adamları tükenen bu metanı yeniden üreten başka bir kaynak olduğuna inanıyor. Bu kaynağın volkanik aktiviteler olduğu düşünülüyor, ancak bu teori henüz doğrulanmış değil.
Sıcaklık
Titan’ın yüzey sıcaklığı yaklaşık -179.2 °C’dir.
Titan Yörüngesi ve rotasyonu
Titan’ın Satürn etrafındaki bir tam turunu tamamlaması 15 gün 22 saat sürer. Titan ayrıca Satürn’le tıpkı Ay ve Dünya gibi kilitlenir. Bunun anlamı tıpkı Ay’ın Dünya’dan aynı yüzünün gözükmesi gibi, Satürn yüzeyinden de her zaman Titan’ın aynı yüzü görünür.
Titan Keşif tarihi
Titan asla çıplak gözle görülemez, ancak küçük teleskoplar veya güçlü dürbünlerle gözlenebilir. Titan’ın Satürn’ün parlak dünyasına ve halka sistemine yakın olmasından dolayı amatör gözlem zordur. Güçlü teleskopların geliştirilmesinden sonra bile, Titan’ın yoğun ve puslu atmosferi, yüzey gözlemlerini çok zorlaştırdı. Bu nedenle, günümüze kadar Titan’ın yüzey özelliklerinin gözlemleri sınırlıydı.
Pioneer 11, Voyager-1, Voyager-2
Satürn sistemini ziyaret eden ilk uzay sondası, 1979’da Titan ve Satürn’ün görüntülerini bir araya getiren ve Titan’ın yaşamı desteklemeyecek kadar soğuk olduğunu ortaya çıkaran Pioneer 11’di. Uydu daha sonra 1980 ve 1981’de sırasıyla Voyager-1 ve Voyager-2 uzay araçları tarafından incelenmiştir. Voyager 1’in yörüngesi, uzay aracının atmosferin yoğunluğunu, bileşimini ve sıcaklığını belirleyebildiği ve Titan’ın kütlesinin kesin bir ölçümünü alabildiği optimize bir Titan uçuşu sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Voyager 1’in yapamaması durumunda Titan uçuşunu gerçekleştirmesi için yönlendirilen Voyager 2 , Titan’ın yanından geçemedi ve Uranüs ve Neptün’e devam etti.
Cassini-Huygens
Bu görevlere rağmen, Titan’ın gizemlerinin çoğu, Satürn uydularına dair en büyük keşifleri yapan NASA ile Avrupa Uzay Ajansı (ESA) arasındaki ortak bir proje olan Cassini-Huygens misyonu tarafından çözüldü. Uzay aracı 1 Temmuz 2004’te Satürn’e ulaştı ve Titan’ın yüzeyini radar ile haritalama sürecine başladı.
Cassini sondası 26 Ekim 2004 tarihinde Titan’a uçtu ve en yüksek çözünürlükte görseller alabildi. Titan’ın birçok yakın uçuşu boyunca Cassini, kuzey kutup bölgesinde, çok sayıda göl ve deniz şeklinde bol miktarda sıvı kaynağı tespit etmeyi başardı.
(Video: Huygens Titan’da Ne Gördü?)
Huygens 14 Ocak 2005’te Titan’a indi ve yüzey özelliklerinin çoğunun geçmişte bir noktada sıvılar tarafından oluşturulduğunu keşfetti. Yüzeyinde insan yapımı bir nesne olan Dünya’ya en uzak gökcismi Titan’dır.
Uzay aracı, “Adiri” adı verilen parlak bölgenin en doğu ucuna indikten sonra, bir ovaya akan nehirler ile bazı tepeleri fotoğrafladı. Mevcut teori, bu tepelerin su buzundan oluştuğu yönündedir.
Huygens ayrıca erozyon faaliyeti sonucu, su buzundan oluşan küçük kayalar ve çakıllarla kaplı koyu renkli ovaların da fotoğraflarını çekti. Yüzey, beklenenden daha koyu, su ve hidrokarbon buzu karışımından oluşuyor. Görüntülerde görünen “toprak”, yukarıdaki hidrokarbon pusundan çökeltilmiş olabileceği düşünülüyor.
İptal edilen görevler
Son yıllarda Titan’a robotik uzay sondası göndermek için birkaç öneride bulunuldu. Bunlar arasında, Satürn’ün uydularını keşfedilmesi için NASA ve ESA tarafından ortak olarak hazırlanan,Titan Satürn Sistemi Görevi.
2009 yılında, Titan Satürn Sistemi Görevi, Avrupa Jüpiter Sistemi Görevi’nin finansman teklifine karşı yarışıyordu . 2019’un şubat ayında, ESA/NASA’nın Jüpiter görevine öncelik verdiği açıklandı.
Lockheed Martin ile birlikte NASA’nın göz önünde bulundurduğu bir proje olan Titan Mare Explorer (TiME) olarak bilinen bir teklif de vardı. Ancak bu görev de 2012 yılında NASA’nın InSight Mars görevi sebebiyle onaylanmadı.
Yaşam Potansiyeli
Cassini uzay aracının sayısız yerçekimi ölçümü, Titan’ın bir yeraltı sıvı su okyanusuna ev sahipliği yaptığını ortaya koydu. Küresel bir sıvı su okyanusunun keşfi, Güneş sisteminde, potansiyel olarak yaşanabilir ortamlar arasına Titan’ı da ekler. Ek olarak, Titan’ın nehirleri, gölleri ve sıvı metan ve etan denizleri, yüzeyinde yaşanabilir bir ortam görevi görebilir, ancak oradaki yaşam Dünya’dakinden çok farklı olabilir. Titan, yaşam destekleme olasılığı olan bir gökcismi olduğundan, onu sürekli keşifler için tartışmasız bir aday yapıyor. İlerleyen yıllarda Titan’a birçok uzay aracı daha gönderilecek gibi görünüyor.
Kaynaklar: