Távcsöves megfigyelése több mint 400 évvel ezelőtt kezdődött, amikor Galilei elsőként irányította rá kezdetleges távcsövét. Azonban műszerének korlátozott felbontása miatt nem tudta pontosan értelmezni, amit látott: a bolygó két oldalán megjelenő „dudorokat” különös „füleknek” vélte. A rejtélyt Christiaan Huygens fejtette meg a 17. század közepén, amikor kimutatta, hogy a Szaturnuszt egy lapos gyűrűrendszer veszi körül. Azóta a csillagászati megfigyelések és űrszondás kutatások révén egyre pontosabb képet kaptunk a gyűrűk szerkezetéről és összetételéről. A gyűrűket a felfedezésük sorrendjében az ábécé betűivel jelölik (A, B, C, D, E, F és G). Ezek nem szilárd szerkezetek, hanem rengeteg, főként jégből és kisebb kőzetdarabokból álló törmelékgyűrűk, amelyek nagyrészt centiméteres–méteres méretű részecskékből állnak. A jég magas fényvisszaverő képessége teszi a gyűrűket ennyire látványossá a távcsöves megfigyelések során. A gyűrűi rendkívül vékonyak, vastagságuk mindössze néhány tíz méter, miközben kiterjedésük a bolygó felszínétől akár 140 000 kilométerre is elérhet. A gyűrűk anyaga külön-külön Kepler-pályán keringő apró részecskékből áll, amelyek mozgását a Szaturnusz gravitációja és a holdjaival való kölcsönhatás egyaránt befolyásolja.
A legújabb kutatások szerint a gyűrűk jóval fiatalabbak, mint maga a bolygó. Míg a Szaturnusz kora körülbelül 4,5 milliárd év, a gyűrűk mindössze néhány százmillió évesek lehetnek – valószínűleg nem régebbiek 400 millió évnél. Ezt a következtetést a csillagászok a gyűrűkre lerakódott por mennyiségéből vonták le: mivel ismert, milyen ütemben halmozódik fel a mikrometeorit-por az égitestek körül, a gyűrűk „porosságának” mértéke alapján becslést lehet adni azok korára. Olyan ez, mintha egy szekrényen felgyűlt porréteg vastagságából próbálnánk megállapítani, mikor takarítottak utoljára, a Szaturnusz esetében ez a „takarítás” néhány százmillió évvel ezelőtt történhetett.
A Szaturnusz legnagyobb holdja a Titan, ami az egyik legizgalmasabb égitest a Naprendszerben. Ezt a különleges holdat 1665-ben fedezte fel Christiaan Huygens, aki a korszak egyik legtehetségesebb csillagásza volt. A Titan azóta is számos kutatás középpontjában áll, és különösen nagy figyelmet kapott a 20. század második felében, amikor a Voyager–1 és –2 űrszondák értékes adatokat gyűjtöttek légköréről. Ez az egyetlen hold a Naprendszerben, amit atmoszféra burkol.
A Titan légkörének részletes vizsgálata során kiderült, hogy az égitest metán tartalmú atmoszférája sűrű és dinamikus, ami rendkívül különlegessé teszi a Naprendszer többi holdjához képest. Ráadásul a hold felszínén metántavak találhatók. A Titan tanulmányozásában óriási mérföldkövet jelentett a Cassini–Huygens-szonda misszió, amelynek során 2005 januárjában a Huygens leszállóegység sikeresen landolt a hold felszínén. Ereszkedése során részletes adatokat gyűjtött a légköri összetételről, nyomásról és hőmérsékletről, valamint lenyűgöző képeket továbbított a felszínről. Ezek a megfigyelések alapvetően formálták a Titanról alkotott képünket.
A Titan légköre főként nitrogénből (94%) és metánból (5,6%) áll, kisebb mennyiségben pedig egyéb szénhidrogének és szerves molekulák is megtalálhatók benne. Ez az összetétel nemcsak különleges légköri jelenségek kialakulását teszi lehetővé, hanem a kémiai folyamatok révén jellegzetes szagokat és színeződéseket is eredményez – ha az ember képes lenne a Titanon lélegezni, az illékony szerves vegyületek miatt a levegő valószínűleg igen kellemetlen szagú lenne.
A Titan légköre rendkívül rétegzett szerkezetű. A külső, felsőlégköri rétegben, mintegy 450–500 km magasságban, fehéres-kékes árnyalatú, áttetsző párarétegek figyelhetők meg. Ezek a tholinnak nevezett szerves anyagok fotokémiai úton képződtek, a napsugárzás hatására a metánból és nitrogénből. Lejjebb, a sztratoszférában, nagyjából 100–200 km magasság között egy sűrű, narancsszínű tholin-ködréteg húzódik, amely teljesen elfedi a Titan felszínét a látható fényben. Ez a vastag, fényelnyelő réteg okozza azt, hogy a hold távcsövön keresztül is narancssárgás árnyalatú, és felszíni alakzatai csak infravörös tartományban válhatnak láthatóvá. A ködréteg alsó részén a tholinszemcsék leülepedhetnek, és „tholineső” formájában hullhatnak a felszínre, lassan festve be azt a jellegzetes sárgás-narancs tónusba.
A Titanon uralkodó átlaghőmérséklet –182 °C, vagyis elég alacsony ahhoz, hogy a metán, az etán és más szénhidrogének cseppfolyós halmazállapotban létezzenek. Emiatt a bolygó felszínén olyan metán- és etánkörforgás működik, amely a Földön a víz körforgásához hasonlítható. A 10–30 km magasságban kialakuló metánfelhőkből időnként metáneső hull alá, ami a felszínen folyókat, patakokat és tavakat táplál. Ezek a folyékony szénhidrogének összegyűlnek a poláris területeken, ahol kiterjedt metántengerek és etántavak alakultak ki.
November 22-én, szombaton különleges és ritkán megfigyelhető jelenségre kerül sor: a Titan, a Szaturnusz legnagyobb holdja átvonul a bolygó korongja előtt. A jelenség 19:50-kor kezdődik, amikor a Titan korongja először érinti a Szaturnusz peremét. Ezt a pillanatot nevezzük első kontaktusnak. A hold ekkor mintegy 38° magasan van a déli horizont felett, így a megfigyeléshez kedvező körülmények adódnak. A Titan 20:07-kor teljes egészében belép a Szaturnusz korongja elé, vagyis ekkor következik be a második kontaktus. Innen kezdve a hold sötétebb, narancsos árnyalatú korongja lassan végighalad a Szaturnusz halványan sárgás légkörén.
Mivel az esemény teljes egésze közel négy órán át tart, a Titan lassú mozgása jól követhető lesz nagyobb távcsövekkel. A bolygó és holdja ekkor a Vízöntő csillagkép területén tartózkodik, a kora esti órákban tehát ideális helyzetben lesz a déli, később a délnyugati égen. A látvány különösen szép a Szaturnusz gyűrűit is megfigyelve: az átvonulás időszakában a gyűrűrendszer csak nagyon kevéssé lesz megdőlve (a nyári 4,5 fokról visszabillen 0,5 fokra), így a Titan mozgása a gyűrűk előterében különösen érdekes perspektívát nyújt. A Titan kilépése sajnos már nem látszik majd tőlünk, mert közben a Szaturnusz lenyugszik.
Ezt a szép jelenséget ne hagyjuk ki, mert már csak néhány alkalommal láthatjuk, mielőtt a 14 éves szünet bekövetkezik a következő Titan-áthaladások sorozatának kezdetéig.
Szerző: Varga Nóra, Bemutató csillagász
Svábhegyi Csillagvizsgáló