Naukowcom udało się przebić przez gęstą atmosferę największego księżyca Saturna, Tytana i odkryć, że jego powierzchnia nie jest w całości pokryta przez ciekłą lub stałą materię organiczną, pochodzącą z atmosfery. Rozległe obszary podłoża księżyca stanowi powłoka lodowa.
„Powierzchnia Tytana wygląda bardzo podobnie jak powierzchnia księżyca Jowiszowego, Ganimedesa. To duża niespodzianka, gdyż uważa się, że na powierzchni Tytana znajduje się wiele materii organicznej” – mówi Caitlin A. Griffith z Lunar and Planetary Laboratory na University of Arizona.
Atmosfera Tytana jest dziesięć razy gęstsza od atmosfery ziemskiej. W jej skład wchodzi głównie azot oraz takie toksyczne substancje jak metan i etan. Tytana otacza gęsta mgła węglowodorowa, która tworzy się w atmosferze, gdy metan atmosferyczny jest niszczony przez promieniowanie słoneczne. Mgła ta jest znacznie gęstsza, niż najgorszy miejski smog. Kamery zamontowane na pokładzie sond Pioneer i Voyager, które przeleciały obok księżyca w latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych, nie potrafiły jej przebić.
Produkty powstałe podczas rozpadu metanu pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, reagują z innymi cząsteczkami obecnymi w atmosferze Tytana. Powstają kropelki substancji organicznej, które opadają na powierzchnię, formując na lodowym podłożu jeziora i oceany. Planetolog z UA, Jonathan Lunine uważa, że na Tytanie metan podlega podobnemu obiegowi, jak woda na Ziemi. Inni naukowcy uważali, że metan jest produkowany w wyniku aktywności geologicznej.
Naukowcy zmierzyli tempo fotolizy metanu i stworzyli jej model. Na tej podstawie wyliczyli, ile materiału rocznie przenika do atmosfery. „Zakladając, że atmosfera Tytana istnieje od 4,6 miliardów lat, na powierzchni księżyca znajdowałoby się 800 metrów osadu” – mówi Griffith. „Można więc zadać pytanie, czy powierzchnia Tytana jest pokryta ciekłymi i stałymi osadami i czy można dostrzec lód i skały, które znajdują się pod spodem„.
Od 1991 roku Griffith i jej współpracownicy opracowali technikę badania spektroskopowego, która pozwala obserwować powierzchnię Tytana poprzez kilka wąskich okien w promieniowaniu podczerwonym, istniejących w miejscach, gdzie okrywa metanowa jest rzadsza. Naukowcy wykorzystali United Kingdom Infrared Telescope i Infrared Telescope Facility, teleskopy znajdujące się na Mauna Kea na Hawajach. Zaobserwowali osiem okien w bliskiej podczerwieni.
Griffith wraz z Tobiasem Owenem i Johnem Rayanem z Hawaii’s Institute for Astronomy, Thomasem R. Geballe z Gemini Observatory oraz Pascalem Rannou z uniwersytetu Piotra i Marii Curie w Paryżu wywnioskowali na podstawie analizy zdolności odbicia powierzchni Tytana, że większość podłoża zbudowana jest z lodu. „Spektrum Tytana przypomina spektrum Ganimedes, na którym dominują tworu lodowe” – donoszą naukowcy.
Na wykonanych w 1994 roku przez Petera Smitha za pomocą Teleskopu kosmicznego Hubble’a pierwszych zdjęciach powierzchni księżyca i na innych zdjęciach wykonanych później, można rozróżnić łaty ciemniejszego terenu. „Nie jest do końca jasne, czym jest ten ciemny materiał, ale jedna z możliwości jest taka, że są to osady organiczne. Te zdjęcia, wraz z otrzymanymi przez nas rezultatami sugerują, że materia organiczna jest przemieszczana po powierzchni księżyca w ten sposób, że czasami odkrywa się lodowe podłoże„.
Nowe odkrycia są związane ze misją Cassini, która ma opuścić próbnik Huygens na powierzchnię Tytana w lipcu 2004 roku. Naukowcy chcą mieć większe pojęcie o przejrzystości atmosfery księżyca oraz o jasności ciemnych obszarów powierzchni, aby móc wyliczyć czasy ekspozycji dla instrumentów. Dodatkowa wiedza ma też pomóc im przy planowaniu obserwacji, które wykona sonda.
Na Cassini znajduje się instrument Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), który stanowi część eksperymentu, którym kieruje Robert H. Brown z UA. Instrument ten ma wykonać mapy powierzchni Tytana na optymalnych częstotliwościach bliskiej podczerwieni. Z grupą VIMS współpracuje Griffith.
