Methanwolken auf Titan

Der Saturnmond Titan, mit einem Durchmesser von 5150 Kilometern deutlich größer als unser Mond oder der Planet Merkur, ist der einzige Trabant des Sonnensystems, der von einer dichten Atmosphäre umgeben ist. Sie besteht wie ihr irdisches Gegenstück zum größten Teil aus Stickstoff und erreicht an der Oberfläche einen Druck vom 1,6-Fachen des irdischen Luftdrucks. Allerdings ist es auf Titan auf Grund der großen Entfernung zur Sonne eisig kalt, die mittlere Oberflächentemperatur liegt um –180 Grad Celsius.

Bei diesen Temperaturen sind Gase wie Methan und Äthan flüssig und können sich auf Titan in großen Seen und Meeren ansammeln. Die größte Methanansammlung ist das Ligeia Mare am Nordpol, es erreicht die Ausdehnung des Kaspischen Meers. Zudem fanden sich auf den Bildern der Raumsonde Cassini, die in den Jahren 2004 bis 2017 den Saturn umrundete, zahlreiche Flussläufe, die sehr an ihre irdischen Gegenstücke erinnern. Wasser ist bei den tiefen Temperaturen auf Titan dagegen steinhart gefroren und baut die Oberfläche und den Mantel des Mondes auf.

Tatsächlich verfügt Titan über ein lebhaftes Wettergeschehen, es kommt zur Bildung von Quellwolken und Niederschlägen. Die Titanatmosphäre ist im Visuellen undurchsichtig und weist einen orangefarbenen dichten Dunstschleier auf. Im Infraroten aber gibt es schmale Frequenzbereiche, in denen die Atmosphäre transparent ist. Diese Fenster nutzte man bei der Beobachtungen mit dem James Webb Space Telescope (JWST), um sowohl die Oberfläche als auch Schichten in der Atmosphäre zu untersuchen.

Das linke Teilbild wurde in drei unterschiedlichen infraroten Wellenlängen aufgenommen und künstlich eingefärbt: Blau steht für eine Wellenlänge von 1,4 Mikrometern, Grün für 1,5 Mikrometer und Rot für 2,0 Mikrometer (Millionstel Meter). In diesem Komposit lässt sich vor allem die abwechslungsreiche Oberfläche von Titan erkennen, der bläuliche Rand ist die dunstreiche Atmosphäre. Das mittlere Bild entstand bei einer Wellenlänge von 2,12 Mikrometern und gibt Infrarotstrahlung aus den tiefen Atmosphärenschichten nahe der Oberfläche wieder. Oben am Nordpol zeigen sich Methanwolken, aus denen es zu Niederschlägen kommt. Das Teilbild rechts wurde bei 1,64 Mikrometer aufgenommen und lässt Dunstschichten in der oberen Atmosphäre erkennen. Die Bilder entstanden am 11. Juli 2023 und wurden erst jetzt freigegeben.