Езерата на Титан, луна на Сатурн, са запълнени предимно с течни въглеводороди — главно метан и етан. Те бяха категорично потвърдени от мисията "Касини-Хюйгенс", която предостави множество радарни, инфрачервени и визуални наблюдения и доказа, че Титан е първото и досега единствено известно тяло (освен Земята) с устойчиви течности на повърхността си.
Открития и установяване на наличието на течности
Идеята, че на Титан може да има морета от течен метан се появи още след данните от Вояджър 1 и Вояджър 2, които показаха, че луната има гъста атмосфера и условия, благоприятни за наличие на течности. По-точни индикации дойдоха през 1995 г. от наблюдения с телескопа Хъбъл и други телескопи, при които бяха регистрирани тъмни области и признаци за повърхностни въглеводороди.
Когато мисията Касини пристигна в системата на Сатурн през 2004 г., началните опити да се намерят ясно видими отражения на слънчева светлина от течни повърхности не дадоха резултат — отразяващите области не бяха очевидни в първите изображения. По-късно, при допълнителни наблюдения с радар и инфрачервени инструменти, бяха открити обширни гладки тъмни области в близост до полюсите, които притежават характеристики на течни басейни.
Първите конкретни езера и радарни доказателства
Първото ясно идентифицирано езеро беше Ontario Lacus в южното полукълбо — голяма тъмна област, свързана със засилена облачност в района и вероятно създадена от валежи. По-късно радарни изображения в близост до северния полюс разкриха няколко големи гладки басейна и възможни брегови линии. На базата на тези данни през януари 2007 г. екипът на "Касини-Хюйгенс" обяви окончателни доказателства за езера, пълни с метан и/или етан — първите потвърдени езера извън Земята. В някои долини се виждат и речни долини и канали, подсказващи ерозионна активност при по-повърхностни валежи.
Инструментални наблюдения и химичен състав
Прелитанията и снимките с радар и инфрачервени спектрометри на "Касини" и на сондата Хюйгенс дадоха възможност за анализ на повърхността и откриване на течности. При прелитането през февруари 2007 г. бяха заснети големи площи в близост до северния полюс, включително басейн с площ над 100 000 km² (по-голям от езерото Супериор) и други области с размери, сравними с Каспийско море. Видимият и инфрачервеният картографски спектрометър на "Касини" потвърди наличието и на течен етан в поне едно от южните езера.
Данните показват, че течностите на Титан са предимно метан и етан, понякога с разтворен азот и други органични съединения. Това съставяне обяснява ниската температура при която тези вещества остават течни на повърхността на Титан (приблизително −179 °C до −294 °C за чист метан/етан при местни условия).
Повърхностни измервания и геология
Част от сондата Хюйгенс кацна на повърхността на Титан на 14 януари 2005 г. — в екваториален регион, а не в полярните басейни. Там не бяха открити открити водни езера; снимките, направени по време на спускането и след кацането, показаха реки и пресъхнали речни корита, както и повърхност, покрита с камъчета и пясъчни дюни. Първоначалните тъмни полета близо до кацателната площадка се оказаха твърда повърхност, не течност. Уред, наричан пенетрометър, измери механичните свойства при кацането и откри поведение, което може да укаже на наличие на влажни или лепкави слоеве на много малка дълбочина; алтернативно, този инструмент може да е попаднал върху камък. Повърхностните валчета и закръглените камъчета подсказват, че в миналото е имало ерозионни процеси свързани с течности.
Разпределение, размери и динамика
Езерните системи на Титан са концентрирани главно в полярните области, със значително по-голям брой и по-широки басейни в северното полукълбо — факт, свързан с сезоналните и климатични условия на Титан. Общото покритие на езера и морета е относително малко — оценявано на около 0,002–0,02 % от повърхността — но обемът на складираните въглеводороди е голям.
На 13 февруари 2008 г. учени съобщиха, че полярните езера може да съдържат "стотици пъти повече природен газ и други въглеводороди, отколкото целият известен природен газ на Земята". Тези оценки са базирани на обемните оценки на езерните басейни и предполагаемата концентрация на въглеводороди в тях.
Наблюденията на "Касини" показаха и че повърхностните огледални отражения (specular reflections) и вълновата активност по езерата са слабо изразени — вълничките са малки и рядко наблюдавани, което говори за относително спокойни водни повърхности и/или много висока плътност/вискозитет на течността при местните температури. Влажността и облачността от метан в близост до повърхността могат да са индикатори за локално изпарение и кондензация — част от цикъл на метан, аналогичен на водния цикъл на Земята.
Сезонност и климатична роля
На Титан има сезонни промени, свързани със сатурновата година; модели и наблюдения предполагат, че течността се преразпределя между екватора и полюсите чрез изпарение, пренасяне в атмосферата и валежи — процес, който формира облаци и дъжд от метан и етан. Тези цикли правят Титан важен обект за изучаване на екзотична метеорологията и атмосферна динамика.
Значение за науката и бъдещи мисии
Откриването на течни въглеводороди на Титан отваря възможности за изучаване на органични химични процеси при ниски температури и за проучване на предварителни стъпки към по-сложна химия, която би могла да има значение за произхода на живота. Поради това Титан е основна цел за бъдещи изследователски мисии — включително идеи за поплавателни платформи и станции в моретата, както и за многоплатформени мисии като роторкрафта и други кацателни апарати.
Предвижданията за облаците и атмосферните движения на Титан сочат, че през една сатурнова година течността (метан/етан) в атмосферата и на повърхността се преразпределя между екватора и полюсите, пада като дъжд и оформя релефа — което прави Титан динамичен и перспективен обект за продължаващи и бъдещи изследвания.
