Wie ist das Wetter auf Titan?

Trübe bräunliche Kugel mit Saturns dünnen Ringen am Rand hinten und einem Teil von Saturn.

Die Raumsonde Cassini – die uns von 2004 bis 2017 dramatische Bilder von Saturn und seinen Ringen und Monden lieferte, während sie diese Welt umkreiste, fing dieses Bild von Titan vor den Ringen des Saturn ein. Die verschwommene Atmosphäre des Mondes lässt ihn wie eine verschwommene Kugel vor den scharfen Ringen des Saturn erscheinen. Bild über NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.


Titan ist der größte Mond des Saturn, der siebte Planet außerhalb unserer Sonne. Es ist der einzige Mond in unserem Sonnensystem, von dem bekannt ist, dass er eine dicke Atmosphäre hat, und neben der Erde ist er der einzige bekannte Körper im Weltraum, von dem bekannt ist, dass er stabile Körper aus Oberflächenflüssigkeit hat. Titan hat eine ArthydrologischZyklus, ähnlich dem der Erde, mit Flüssigkeiten, die vom Himmel fallen und über die Oberfläche dieses Mondes fließen, bevor sie wieder in Wolken verdampfen. Einige der Wetterphänomene, mit denen wir auf Titan vertraut sind, sind Staubstürme und Monsunregen. Die Erdatmosphäre besteht zu 78% aus Stickstoff; Titan besteht zu 98 % aus Stickstoff. Das Klima auf Titan wird durch den jahreszeitlichen Wandel bestimmt. Sie können also sehen, dass in gewisser Weise der engste Vergleich zur Titanatmosphäre die ist, die wir am besten kennen: die der Erde.

Aber es gibt auch viele Unterschiede zwischen der Erde und diesem fernen Saturnmond, die zeigen, wie fremd und seltsam es wäre, das Wetter auf Titan zu erleben.


Titan ist 10-mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde und erhält 100-mal weniger Sonnenenergie. Er kreist ungefähr in der Ebene des Saturn-Äquators und seine Neigung relativ zumFlugzeugunseres Sonnensystems entspricht in etwa dem des Saturn.Wie auf der Erde, Saturns Jahreszeiten – und Titans – werden durch ihre Neigungen verursacht, die dazu führen, dass die Sonne im Laufe des Saturnjahres stärker oder schwächer auf die verschiedenen Hemisphären dieser Welten trifft. Saturn braucht 29 Jahre, um die Sonne einmal zu umrunden; sein Jahr ist 29 Erdenjahre lang. Somit haben sowohl Saturn als auch Titan Jahreszeiten, die mehr als 7 Erdenjahre dauern.

Und so erlebt jeder Ort auf Titan einen Wetterwechsel in einem viel langsameren Tempo als auf der Erde.

Eine Tagundnachtgleiche auf Titan – wenn beide Hemisphären dieses Mondes etwa gleichmäßig die Sonnenstrahlen empfangen – tritt etwa alle 15 Jahre auf. Die letzte Tagundnachtgleiche der Titan war 2009. Heute wissen wir es – dank derCassini-Missionzum Saturn, der 2004 ankam und bis 2017 dauerte – dasstarke Windstürmeum die Zeit der Tagundnachtgleiche 2008 über Titan streifte, Ruß produzierte, der wie Regen fiel und Dünen auf der Oberfläche von Titan bildete.

Im Allgemeinen wird jetzt angenommen, dass Titans Winde etwa 12 Erdjahre lang in einer Pol-zu-Pol-Zirkulation fließen, bevor sie einige Jahre brauchen, um in die entgegengesetzte Richtung überzugehen, wenn der Winter in den Sommer übergeht.




Animation von Farben, die um einen Globus wirbeln, mit Pfeilen, die auf helle Flecken zeigen.

Diese Animation basiert auf Bildern von CassinisVisuelles und Infrarot-Mapping-Spektrometerwährend mehrerer Titan-Vorbeiflüge in den Jahren 2009 und 2010. Es zeigt klare helle Flecken, die zur Zeit der Tagundnachtgleiche in der Nähe des Titan-Äquators auftauchen, die Wissenschaftler als Staubstürme interpretiert haben. Die Aufhellungen waren nur für einen kurzen Zeitraum sichtbar – zwischen 11 Stunden bis fünf Erdwochen – und in früheren oder nachfolgenden Bildern nicht zu sehen. Bild überDIES/ NASA/ JPL-Caltech/ Universität von Arizona.

Vom Wind verwehte Sanddünen dunkel auf einer Seite.

In Dünen abgelagerter Ruß enthüllt die Muster des Windes auf der Oberfläche von Titan. Bild über NASA/ JPL-Caltech/ ASI/ Université Paris-Diderot.

Auch die Sonnenwenden des Titans kommen alle 15 Jahre. Der letzte war 2017 und brachte den längsten Sommertag auf Titans Nordhalbkugel und den kürzesten Wintertag auf seine Südhalbkugel. Das erklärte Ziel der NASA für Cassinis zweite erweiterte Mission bestand darin, die Raumsonde bis zur Sonnenwende, die im Mai desselben Jahres stattfand, in der Umlaufbahn zu halten und dabei saisonale Veränderungen im Saturn-System zu beobachten. Eigentlich,Cassinis Sonnenwende-Missionwar der Name von Cassinis zweiter erweiterter Mission, die mit a . endetedramatischer Sturzder Raumsonde im September 2017 in die Wolken des Saturn.

Und deshalb wissen wir auf Titan so viel über die Jahreszeiten und das Wetter!


Dank Cassini wissen wir, dass die Wolken auf Titan hauptsächlich aus Methan und Ethan bestehen, dieKohlenwasserstoffe. Aber nicht nur die Wolken bestehen aus Methan. Seen auf der Oberfläche von Titan bestehen ebenfalls aus Methan. Wissenschaftler glauben, dassKryovulkane(Eisvulkane) brechen aus und speien Methan in die Atmosphäre von Titan, das dann auf die Oberfläche regnet und Seen bildet.

Flüssiges Methan ist die dominierende Kraft hinter Titans Wetter und Oberflächenerosion. Während der Cassini-Mission sahen Wissenschaftler Wellen und Wellen auf der Oberfläche von Titans Seen, was darauf hindeutet, dass die Winde während des Titans Sommer stärker sein könnten. Und übrigens, weil Titan eine weniger massive Welt als die Erde mit einer schwächeren Schwerkraft ist, wären die Wellen auf seinen Oberflächenseen siebenmal höher und dreimal langsamer!

Ausschnitt aus Titan mit rosafarbenem Fleck auf blauer Atmosphäre, weißer Punkt in rosafarbenem Fleck.

Dieses Nahinfrarot-Farbbild zeigt die Reflexion eines Kohlenwasserstoffsees auf Titan. Der strahlend weiße Bereich ist das Glitzern des Sees. Das Rosa ist ein Dunst, der von unten durch Reflexion vom See beleuchtet wird. Es wurde vermutet, dass die schwache rosa Farbe, die direkt über der Reflexion kommt, die ersten Wellen darstellt, die auf Titan beobachtet wurden, und damit die ersten Meeresoberflächenwellen, die jemals außerhalb der Erde entdeckt wurden. Bild über NASA/ JPL-Caltech/ University of Arizona/ University of Idaho.

Titans Regen scheint, wenn er fällt, eine monsunartige Wirkung auf die Oberfläche zu haben, mit Regengüssen, die sich formenSchwemmfächer. Schwemmfächer sind ungefähr dreieckige Strukturen aus Sedimenten, die von fließendem Wasser oder sogar Gletschern abgelagert werden. Diese Landform-Merkmale sind an Orten wie Titan, Erde und Mars zu sehen.


Die Regengüsse auf Titan sind jedoch selten. Sie treten wahrscheinlich nur einmal in jedem titanischen Jahr oder einmal alle 29 Erdenjahre auf.

Im Jahr 2016 fotografierte Cassini einen glänzenden Fleck mit einer Fläche von mehr als 46.000 Quadratmeilen (120.000 Quadratkilometer), der in früheren Bildern nicht zu sehen war und in nachfolgenden Bildern nicht zu sehen war. Es scheint, dass Cassini gefangen wurdefrisch gefallener flüssiger Methanregendie dann in einen nahegelegenen See floss,Krakenstute. Dieser See, der 2008 von Cassini entdeckt wurde, ist der größte Flüssigkeitskörper auf Titan.

Ein einzigartiges Merkmal der Titan-Atmosphäre ist, dass sie mit ihrer Kombination aus Regentropfen und Sonnenlicht gelegentlichRegenbögen. Weil die Regentropfen auf Titan aus Methan bestehen undBrechungDa sich flüssiges Methan von Wasser unterscheidet, wären die Regenbögen größer als das, was wir auf der Erde sehen. Sonnenlicht dringt aufgrund des dicken Dunstes von Titan nicht leicht in die Atmosphäre ein; Tatsächlich wäre jedoch eine andere Art von Regenbogen häufiger: ein Infrarot-Regenbogen.

Titans Atmosphäre ist meistens klar beiInfrarotWellenlängen (aus diesem Grund konnte Cassini mit seiner Infrarotkamera leicht Oberflächenmerkmale auf Titan sehen). Besucher von Titan konnten diese Infrarotregenbögen mit Nachtsichtbrillen betrachten.

Unsere Ansichten von Titan vor Cassini zeigten nur seine dunstige Atmosphäre, die die Oberfläche und jede mögliche Aktivität auf dem Boden verdeckte. Die Mission löste nicht nur diese Atmosphärenschicht ab, während sie ihre Elemente und Wechselwirkungen analysierte, sondern zeigte uns auch die Wirkung, die die Atmosphäre auf die Oberfläche dieses Mondes hat.

Fazit: Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem mit einer dicken Atmosphäre. Es hat vier Jahreszeiten wie die Erde und einen Zyklus, der dem hydrologischen Zyklus der Erde ähnelt.