Der Saturnmond Titan gleicht den inneren, erdähnlichen Planeten. Er galt lange Zeit als der größte Mond im Sonnensystem. Die Sonde Voyager 1 zeigte im Jahr 1980, dass Titan eine dichte Atmosphäre besitzt, die ihn größer erscheinen lässt. Sein wahrer Durchmesser beträgt 5.150 km, somit ist er nach dem 5.268 km großen Jupitermond Ganymed immerhin der zweitgrößte Mond im Sonnensystem, sowie der mit Abstand größte Saturnmond. Titan macht etwa 95% der Gesamtmasse aller Saturnmonde aus.

Sein Name lässt sich auf ein griechisches Göttergeschlecht - die Titanen - zurückführen, das von Uranus und Gäa abstammt.

Titan, der sogar größer als der sonnennächste Planet Merkur ist, ist auch der einzige Mond im Sonnensystem, der eine dichte Atmosphäre besitzt. Sie besteht vor allem aus Wasserstoff, Stickstoff und Methan und besitzt etwa den 1,5fachen Erdatmosphärendruck. Hier regnet es Kohlenwasserstoff-Verbindungen vom Himmel, flüssiges Ethan bildet Ozeane auf der extrem kalten Oberfläche. Auf der Oberfläche herrschen vorwiegend Temperaturen um -180° C. Die Atmosphäre des Titan ist im optischen Bereich undurchsichtig und zeigt bestenfalls orangefarbene Wolken, welche an den Rändern blaue Dunstschleier aufweisen.

Gemini North, Keck II

Die Teleskope Gemini North und Keck II auf dem Mauna Kea in Hawaii beobachteten im Jahr 2004 Stürme in der Atmosphäre des Titan sogar in den mittleren Breiten (Pfeile im rechten Bild)

Aufgrund der großen Distanz zur Sonne ist Wasser hier dauerhaft gefroren. Das einfachste organische Molekül - Methan - bildet in der Titan-Atmosphäre Wolken, Regen und möglicherweise sogar auch Ozeane aus Kohlenwasserstoff-Verbindungen.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass solche Kohlenwasserstoff-Moleküle hoch in die Atmosphäre des Mondes getragen, vom Sonnenlicht und kosmischer Strahlung aufgespalten und zu komplexeren Verbindungen zusammengesetzt werden könnten, die dann wieder auf die Oberfläche des Mondes absinken. Die dort über lange Zeit angesammelten Verbindungen könnten durch Vulkanismus oder Impakt-Ereignisse Energie beziehen und sogar noch komplexere organische Verbindungen erschaffen, die eine florierende Quelle außerirdischer Lebensformen darstellen könnten.

Am 14. Januar 2005 landete die europäische Sonde Huygens auf dem Saturnmond und lieferte spektakuläre Bilder von seiner Oberfläche, die vorwiegend aus Methaneis besteht. Schon vor dem Start von Cassini-Huygens konnten durch fortschrittliche optische und erdgebundene Radar-Beobachtungen Hinweise darauf gefunden werden, was die Sonde Huygens vorfinden sollte, als sie die Oberfläche von Titan erreichte. Die Wissenschaftler waren überzeugt, dass kleine Seen oder Ozeane aus flüssigen Kohlenwasserstoffen auf Titan existieren könnten, ein globaler, den Mond umspannender Ozean wurde ausgeschlossen. Huygens war dazu ausgelegt, entweder auf festem Grund oder in einem flüssigen Ozean aufzukommen.

Auf dem von Cassini am 14. Juni 2004 aus einer Entfernung von 10,4 Millionen Kilometern angefertigten Bild sind irreguläre dunkle und helle Regionen zu erkennen, deren Zusammensetzung vorerst noch ungeklärt war. Mit der Annäherung Cassinis an das Saturn-System traten diese Merkmale deutlich intensiver in Erscheinung. Die kleinsten auf dem Bild noch erkennbaren Strukturen besitzen eine Ausdehnung von 62 Kilometern.

Die Atmosphäre von Titan stellt für die Forscher eine Herausforderung dar. Der Saturnmond ist von dichten Methanwolken eingehüllt, die jeden Blick in tiefere Schichten verwehren, da sie das Sonnenlicht intensiv streuen. Die Aufnahme wurde im Gesensatz zu allen in der Zeit zuvor angefertigten Bildern erstmals durch einen speziellen Polarisations-Filter hindurch angefertigt, der einen kontrastreicheren Blick durch die Wolkenschicht hindurch zuließ.

Auch Fotografen auf der Erde nutzen solche Filter häufig um ferne Objekte kontrastreicher darzustellen, die aufgrund der atmosphärischen Streuung an sonsten eher blass wirken würden.

Das Bild wurde zudem im nahen Infrarotbereich (938 nm Wellenlänge) aufgenommen - eine Wellenlänge die nicht so stark wie kurzwelligere Photonen in der Titan-Atmosphäre gestreut wird. Diese Kombination reduziert die Verhüllung der Oberflächendetails durch die intensive Streuung des Sonnenlichts in der Titan-Atmosphäre.