Titán es un satélite natural de Saturno, concretamente el mayor de entre los que orbitan este planeta y el segundo mayor del sistema solar en su conjunto, tras Ganímedes. Además, destaca por ser el único satélite conocido que posee una atmósfera relevante, y el único astro, aparte de la Tierra, en el que se ha encontrado evidencia clara de cuerpos líquidos estables en la superficie.
Se trata del sexto satélite elipsoidal de Saturno y frecuentemente es descrito como un satélite similar a un planeta. Tiene el diámetro un 50% más grande que la Luna y es un 80% más masivo; es más grande en volumen que el planeta Mercurio, aunque su masa representa el 40% de este último. Fue descubierto en 1655 por el astrónomo neerlandés Christiaan Huygens y fue el primer satélite conocido de Saturno, y el quinto satélite conocido de otro planeta.
Está compuesto principalmente de hielo y material rocoso, y así como con Venus antes de la era espacial, la atmósfera densa y opaca de Titán impedía la comprensión de su superficie hasta la llegada de la misión Cassini-Huygens en 2004,Méndez Chazarra, Nahum. La Geología de Titán Journal of Feelsynapsis (JoF). . 2011.(1): 15-20. incluyendo el descubrimiento de lagos de hidrocarburos líquidos en las regiones polares. La superficie es geológicamente joven, a pesar de las montañas y el descubrimiento de varios posibles criovolcanes, es suave y con pocos cráteres de impacto.
Según los datos disponibles su atmósfera podría estar compuesta principalmente de nitrógeno, pero hasta un 6 % puede ser metano y compuestos complejos de hidrocarburos. El clima, incluyendo viento y lluvia, crea accidentes geográficos similares a los de la Tierra, tales como dunas, ríos, lagos, mares (probablemente de metano líquido y etano) y deltas, y está dominado por patrones climáticos estacionales como en la Tierra. Con sus líquidos (tanto superficiales como subterráneos) y su robusta atmósfera de nitrógeno, el ciclo del metano de Titán es visto como una analogía con el ciclo del agua de la Tierra, aunque a una temperatura mucho más baja.
El día 2 de octubre de 2013, fue anunciado que el espectrómetro infrarrojo compuesto de la sonda Cassini (CIRS, por sus siglas en inglés) detectó propileno en la baja atmósfera de este satélite, lo que se convierte en la primera detección definitiva de esta sustancia en cualquier parte del sistema solar, exceptuando la Tierra.
Actualmente existe un proyecto ya en marcha por parte de la NASA, para llevar una sonda a Titán, llamada Dragonfly, que se desplazará por el satélite volando al tratarse de un dron. Debido a la pandemia, el lanzamiento originalmente con fecha en 2024, se retrasará tres años después para 2027.
Descubrimiento
Christiaan Huygens descubrió el 25 de marzo de 1655 el mayor de los satélites de Saturno y le dio el nombre de Luna Saturni. Huygens publicó este descubrimiento así como sus observaciones de los anillos del planeta en una obra titulada Systema Saturnium, publicada en 1659.
El nombre de «Titán» y los otros siete satélites de Saturno conocidos por John Herschel (hijo de William Herschel) proviene de la publicación en el año 1847 de sus observaciones sobre Saturno, donde sugería los nombres de los titanes, hermanos y hermanas de Crono (el nombre griego para el dios romano del tiempo Saturno), como un método más efectivo para nombrar a los satélites de Saturno que hasta entonces se designaban por numerales romanos siguiendo el orden de proximidad al planeta.
Visibilidad desde la Tierra
Titán tiene una magnitud de entre +7,9 y +8,7 y alcanza una distancia angular de alrededor de 20 veces el radio de Saturno. Titán puede en general observarse con telescopios pequeños (con diámetro superior a unos 5 cm) e incluso con unos grandes prismáticos, como un punto «estrelliforme» cercano a Saturno. En las mejores aproximaciones a la Tierra presenta un tamaño aparente de hasta 0.85 segundos de arco de diámetro, apareciendo como una diminuta mancha de color amarillo-anaranjado que sólo puede apreciarse como un pequeño «disco» aparente con telescopios de aficionado a partir de 200 mm de diámetro utilizando más de 240 aumentos.
Órbita y rotación Titán orbita Saturno cada 15 días y 22 horas. Como la Luna y los satélites de muchos planetas gigantes, su período de rotación (es un día) es el mismo que su período orbital. Titán gira sincrónicamente con Saturno y está en bloqueo de marea. también tiene super-rotación atmosférica. Desde el meridiano que pasa por este punto, la longitud en Titán se mide hacia el oeste. Su excentricidad orbital es 0.0288, y su plano orbital está inclinado a 0.348 grados con respecto al ecuador de Saturno. Desde la Tierra, la distancia entre Titán y Saturno es de aproximadamente 20 ángulos de radio (un poco más de 1,200,000 kilómetros (750.000 millas) de Saturno), y su diámetro es de 0.8 segundos de arco.
Características físicas
thumb|200px|Comparación de Titán con la Tierra y la Luna
Estructura interna
Uno de los objetivos de la misión Cassini es estudiar la estructura interna de este satélite natural. La baja densidad que posee (1.9 gramos por centímetro cúbico) apunta a que es 50 % roca y 50 % hielo. Inicialmente se pensó que tenía un núcleo rocoso de 3,400 kilómetros de diámetro rodeado por diversas capas de hielo,Titan es decir, similar a la de Ganímedes, el mayor satélite de Júpiter. Pero investigaciones recientes realizadas con ayuda de Cassini sugieren que no existe tal núcleo de roca; en su lugar, y de modo similar a Calisto, el segundo mayor satélite de Júpiter, el interior de Titán consiste en una mezcla de hielo y roca no diferenciada (excepto en los 500 kilómetros más exteriores, donde no hay materiales rocosos).
Se cree que existe también un océano subterráneo de agua y amoníaco disuelto en él a una profundidad de 100 kilómetros bajo la superficie,Sondas Espaciales - Cassini Descubre Un Posible Océano Subterraneo En Titán y tal vez otro de hidrocarburos.«Titán podría tener un océano subterráneo de hidrocarburos.»
Atmósfera
thumb|200px|Imagen de Titán obtenida en infrarrojo por la misión Cassini/Huygens
Titán es el único satélite conocido con una atmósfera densa. La primera persona que sugirió que Titán podía tener atmósfera fue el astrónomo español Josep Comas i Solà en 1907 por el efecto de oscurecimiento al borde. La presencia de una atmósfera significativa fue confirmada por Gerard P. Kuiper en 1944 a partir de espectros tomados en el Observatorio Yerkes y el Observatorio McDonald. La sonda Voyager 1 demostró en 1981 que, de hecho, la atmósfera de Titán es más densa que la de la Tierra, con una presión en superficie de una vez y media la de nuestro planeta. En comparación con la Tierra, la atmósfera de Titán es 1.19 veces más masiva que la terrestre, de hecho si Titán tuviera el radio de la Tierra, la atmósfera sería 7.3 veces más masiva que la de la nuestro planeta. Cuenta con una capa nubosa opaca formada por aerosoles de hidrocarburos que oculta los rasgos de la superficie de Titán. La presión parcial del metano es del orden de 100 milibares. Esa densa atmósfera es responsable de que la iluminación existente en la superficie de Titán sea de 1/1000 de la existente en la superficie terrestre (aun así, la luminosidad existente es 350 veces superior a la que se puede dar en una noche de Luna llena en la Tierra).Cassini-Huygens: Science De hecho, el equipo de la sonda Huygens comparó las fotografías tomadas por la sonda de la superficie de Titán a fotografiar el asfalto de un aparcamiento durante el crepúsculo.Astronomy.com - Huygens lands on Titan
La atmósfera está compuesta en un 94 % de nitrógeno y es la única atmósfera rica en nitrógeno en el sistema solar aparte de nuestro propio planeta, con rastros significativos de varios hidrocarburos que constituyen el resto (incluyendo metano, etano, diacetileno, metilacetileno, cianoacetileno, acetileno, propano, junto con anhídrido carbónico, monóxido de carbono, cianógeno, cianuro de hidrógeno y helio). Se piensa que estos hidrocarburos se forman en la atmósfera superior de Titán en reacciones que son el resultado de la disociación del metano por la luz ultravioleta del Sol produciendo una bruma anaranjada y espesa.
La presencia de HAP (hidrocarburos aromáticos policíclicos) en la alta atmósfera de Titán ha sido confirmada por un estudio del CSIC-IAA (Instituto Andaluz de Astrofísica), como se publica el 6 de junio de 2013.
El origen de la atmósfera titaniana no está claro, pero se ha propuesto que durante gran parte de la historia del sistema solar Titán era un mundo sin ella, con el nitrógeno y el metano congelados en la superficie y pareciendo una versión en grande de Tritón, el mayor satélite de Neptuno. El aumento de la luminosidad del Sol en su evolución, y quizás un gran impacto de un asteroide o cometa, habrían provocado que esos gases se evaporaran y cubrieran el satélite de la densa atmósfera que hoy tiene, aunque en un principio con mucho más metano que en la actualidad. Asumiendo que el metano presente en la atmósfera y que se pierde con las lluvias no sea repuesto, acabará por precipitarse por completo en la superficie de Titán en menos de mil millones de años, formando depósitos oscuros en ella y quedando sólo el nitrógeno en la atmósfera, la cual quedará limpia de niebla (algo parecido a Marte en la actualidad).
La presión parcial del metano es del orden de 100 hPa, cumpliendo el papel del agua en la Tierra, formando nubes en su atmósfera, desde nubes que causan tormentas de metano líquido en Titán y que descargan precipitaciones importantes de metano que llegan a la superficie produciendo, en total, unos 50 l/m² de precipitación anual, hasta cirros muy parecidos a los terrestres (excepto que formados de cristales de hidrocarburos y a una altura mucho mayor, entre 50 y 100 km (en la estratosfera de Titán) en vez de los como mucho 18 km de los cirros terrestres (contenidos en la troposfera terrestre). La existencia de estas últimas nubes ya se sospechaba desde la época del sobrevuelo de la sonda Voyager 1, confirmándose su existencia gracias a los datos enviados por la sonda Cassini.Surprise Hidden in Titan's Smog: Cirrus-Like Clouds
Titán no tiene un campo magnético considerable y su órbita alcanza el exterior de la magnetósfera de Saturno exponiéndose directamente al viento solar. Esto puede ionizar y elevar algunas moléculas a la cima de la atmósfera.
Las observaciones de la nave Cassini de la atmósfera hechas en 2004 sugieren que la atmósfera de Titán gira mucho más rápido que su superficie, al igual que ocurre en Venus, un régimen dinámico de la atmósfera que no se comprende en ninguno de los dos casos. De hecho, en cada polo hay sendos vórtices donde el patrón de nubes invierte 9 horas en completar una vuelta.
Hay nubes en la atmósfera de Titán además de una espesa niebla que afecta a todo el satélite. Estas nubes están probablemente compuestas de metano, etano y otros compuestos orgánicos simples. Otros compuestos químicos más complejos en pequeñas cantidades deben ser responsables del color anaranjado que se aprecia desde el espacio.
Una investigación reciente apunta a que es posible que Titán albergue moléculas prebióticas. De acuerdo con ella, el agua líquida que aparece en Titán tras, por ejemplo, el impacto de un meteorito contra su superficie helada, o su criovulcanismo puede permanecer en este estado durante cientos o miles de años, tiempo más que suficiente para que las tolinas presentes en su atmósfera se hidrolicen (reaccionen con ella) y den lugar a moléculas orgánicas complejas.