タイタン (衛星)
タイタンは複雑な有機化学物質に富む生物にとって原始的な環境であると考えられており、地下の液体の海洋が潜在的な生物環境となっている可能性がある。
探査機カッシーニとホイヘンスには、生命の痕跡や複雑な有機化合物の証拠を得るのに十分な機能は備わっていなかった。それでも2機の観測によって、タイタンの環境は仮説上の原始地球の環境といくつかの点で類似していることが示された。科学者達は、初期の地球の大気はタイタンの現在の大気や組成と類似していると推測している。
2004年に、カッシーニは「トルトラ白斑(Tortola Facula)」と呼ばれる異常に明るい地形も検出しており、これは氷火山のドームであると解釈された。2010年時点で、このような地形は他に確認されていない。2008年12月に天文学者は、タイタンの大気中に一時的ではあるが長時間継続する異常に「明るいスポット」が2つあることを発表した。これは単なる天候のパターンだけでは説明できないほどの持続性があり、広範な氷の火山現象の出現の結果であることを示唆している。
ホイヘンスによる探査結果から、タイタンの大気が液体メタンやその他の有機化合物を雨として表面に降らせていることが示されている。
基本的には雲はタイタンの表面の1%を覆っているが、表面の8%まで急速に広がる爆発的な現象が観測されることがある。これについて、南側が夏の間、日射照度の上昇によって生じた対流で大気が持ち上げられた結果、南側に雲が形成されたことが仮説として挙げられている。ただし、この説明では夏至の後だけでなく、春の最中でも雲の形成が観測されているという事実を説明しにくい。南極のメタン濃度の増加は、雲の大きさが急激に大きくなったことと関わっている可能性がある。
タイタンでは29.5年周期で季節の変動がある。タイタンの南半球は2010年まで夏であったが、タイタンの季節変化を左右している土星の軌道により、タイタンの北半球が太陽光を受けるようになっている。季節が変わると、南極上空でエタンが凝縮し始めることが予想されている。
天体の公式な地名を定める国際天文学連合の定めで、タイタンの主だった山と丘にはJ・R・R・トールキンのファンタジー小説に由来する名称が与えられることになっている。山状地形(Montes)には、「中つ国」の山の名から命名される。たとえばタイタンの赤道付近にある山地状地形は「ミスリム山脈(Mithrim Montes)」と命名されている。「ミスリム山脈」にはタイタンの最高峰(標高3,337 m)とみられる山がある。これは2016年に、カッシーニのミッションチームが発見したものである。
尾根状地形(コル、Colles)は、トールキン作品の登場人物から名づけられている。例を挙げると、2012年にビルボ丘(Bilbo Colles)、アルウェン丘、ファラミア丘、ハンディア丘、ニムロス丘が命名され、2015年にはガンダルフ丘が命名された。
2006年、カッシーニよって長さ150 km、幅30 km、高さ1.5 kmの山脈が発見された。この山脈は南半球に位置しており、氷から構成されメタンの雪で覆われている。
大型の小惑星もしくは彗星が地球の表面に衝突したことにより、微生物が含まれたミクロサイズの岩石の断片が地球の重力を逃れて飛翔する可能性を示した、パンスペルミア仮説と呼ばれる仮説がある。計算では、これらがタイタンを含む多くの太陽系の天体に向かう可能性が示されている。一方でJonathan Lunineは、タイタンの超低温の炭化水素に生息する生物は地球上の生物と化学的に全く異なる形態である必要があるため、どちらかの生命がもう一方の生命の祖先であることは不可能であろうとしている。
最近のコンピューターシミュレーションでは、砂丘はタイタンが春分を迎えている間、15年ごとに発生する稀な嵐によって形成される可能性がある。この嵐は、強い降下物を作り、表面に達すると最大で風速10 m/sで東へ流れていく。
タイタンの「砂」は、地球上の砂のようなケイ酸塩の小さな粒子で構成されていない可能性が高く、液体メタンの雨が降り、おそらくは鉄砲水となって水の氷で出来た岩盤を侵食した際に形成された可能性がある。あるいは、砂はタイタンの大気中の光化学反応によって生成された、ソリンと呼ばれる有機固体物に由来していることも考えられる。2008年5月に行われた砂丘の組成に関する研究では、この砂丘が他の領域よりも水分が少なく、有機物のすすのような炭化水素重合物が表面に降り積もっていることが明らかになった。計算によれば、タイタンの砂の密度は地球上の砂の3分の1とされている。砂が低密度であることとタイタン大気が乾燥していることから、静電気の蓄積によって粒子が集まって塊になっている可能性がある。この「粘着性」は、タイタンの表面近くで吹く一般に穏やかな風によって砂丘が移動するのを難しくする可能性があるが、季節性の嵐による強い風は砂丘を東向きに移動させられると考えられる。
春分の前後では、強力なダウンバーストがミクロサイズの有機固体粒子を砂丘から持ち上げて、タイタンの砂嵐を発生させることができる。赤外線で見ると、この砂嵐は短命で強烈な輝きとして観測される。