у какого тела солнечной системы нет азотной атмосферы
Спутник Сатурна Титан удивительно похож на Землю. Какие у человечества на него планы?
Хотя Марс определенно интересен с научной точки зрения, не все ученые считают его привлекательным в качестве долгосрочного места обитания человека. Однако, кроме Красной планеты, еще одно место в нашей Солнечной системе, где условия для самоподдерживающегося, долгосрочного поселения людей можно назвать подходящими. Речь идет о спутнике Сатурна — Титане. Недавно ученым удалось измерить глубину одного из самых больших озер на этой луне. Рассказываем, почему это важно, как сейчас изучается Титан и какие на него планы у человечества.
Читайте «Хайтек» в
Как далеко от Земли находится Титан?
Титан — шестая луна планеты Сатурн, шестой планеты от Солнца.
Самый большой спутник Сатурна, Титан, — это ледяной мир, поверхность которого полностью скрыта туманной атмосферой золотистого оттенка. Титан — вторая по величине луна в нашей солнечной системе. Только спутник Юпитера — Ганимед — больше, и то всего на всего на 2%. Титан больше, чем Луна Земли, и даже больше, чем планета Меркурий.
Эта гигантская луна — единственная луна в Солнечной системе с плотной атмосферой. Кроме того, это единственный мир, помимо Земли, на поверхности которого есть реки, озера и моря. Как и Земля, атмосфера Титана состоит в основном из азота и небольшого количества метана. Это единственное место в Солнечной системе, кроме Земли, где, как известно, существует привычный нам цикл жидкостей. Из облаков они попадают на поверхность луны и заполняют озера и моря, а после испаряются и испаряющихся обратно в небо. Также считается, что у Титана есть подледный океан, который по солености похож на Мертвое море.
Размер и расстояние
Радиус Титана составляет около 2 575 км, он почти на 50% шире Луны. Титан находится примерно на 1,2 млн км от Сатурна, что само по себе составляет примерно 1,4 млрд км от Солнца, или около 9,5 а.е. (астрономических единиц). Одна а.е. — это расстояние от Земли до Солнца. Свет от Солнца достигает Титана примерно за 80 минут; из-за большого расстояния солнечный свет на Сатурне и Титане примерно в 100 раз слабее, чем на Земле.
Титану требуется 15 дней и 22 часа, чтобы совершить полный оборот вокруг Сатурна. Как и Луна Земли, Титан всегда показывает планете одно и то же «лицо», когда он вращается по орбите. Сатурну требуется около 29 земных лет, чтобы обернуться вокруг Солнца, а ось вращения газового гиганта наклонена, как и у Земли, что означает смену времен года. Правда, каждый такой сезон длится более семи земных лет. Каждый из них на Титане находится в том же графике, что и у Сатурна — сезоны длятся более семи земных лет, полный цикл занимает 29 земных лет.
Ученые не уверены в происхождении Титана. Однако его атмосфера дает ключ к разгадке. Несколько инструментов НАСА и ЕКА «Кассини-Гюйгенс» измерили изотопы азота-14 и азота-15 в атмосфере Титана. Инструменты обнаружили, что соотношение изотопов азота на Титане больше всего похоже на соотношение изотопов азота в кометах из Облака Оорта — сферы из сотен миллиардов ледяных тел, которые, как считается, вращаются вокруг Солнца на расстоянии от 5 000 до 100 000 а.е. — примерно 150 млн км. Соотношение азота в атмосфере Титана предполагает, что строительные блоки этой луны сформировались в начале истории Солнечной системы в том же холодном диске из газа и пыли, который сформировал Солнце (так называемая протосолнечная туманность),
Кстати, поверхность Титана — одно из наиболее похожих на Землю мест в Солнечной системе, хотя и температуры там гораздо ниже, а само «покрытие» отличается другим химическим составом. Здесь настолько холодно (–179 °C), что лед из воды больше похож на камни. На Титане, как и на Земле, возможна вулканическая активность, но с жидкой водной «лавой» вместо расплавленной породы. Поверхность Титана сформирована потоками метана и этана, которые прорезают русла рек и наполняют большие озера сжиженным природным газом. Ни один другой мир в Солнечной системе, кроме Земли, не имеет такой жидкой активности на своей поверхности.
Наша Солнечная система является домом для более чем 150 лун, но Титан уникален тем, что является единственной луной с плотной атмосферой. На поверхности Титана атмосферное давление примерно на 60% выше, чем на Земле — примерно такое, которое человек чувствовал бы, плывя на глубине около 15 метров под поверхностью в океане на Земле. Поскольку Титан менее массивен, чем Земля, его гравитация не так сильно удерживает его газовую оболочку, поэтому атмосфера простирается на высоту, в 10 раз превышающую земную — почти 600 км в космос.
Атмосфера Титана в основном состоит из азота (около 95%) и метана (около 5%) с небольшим количеством других соединений, богатых углеродом. Высоко в атмосфере Титана молекулы метана и азота разделяются ультрафиолетовым светом Солнца и частицами высокой энергии, ускоренными в магнитном поле Сатурна. Части этих молекул рекомбинируют, образуя различные органические химические вещества (вещества, содержащие углерод и водород), и часто включают азот, кислород и другие элементы, важные для жизни на Земле. Некоторые из соединений, образующихся в результате этого расщепления и переработки метана и азота, создают своего рода смог — густую дымку оранжевого цвета, из-за которой поверхность Луны трудно рассмотреть из космоса. (Однако космические аппараты и телескопы могут видеть сквозь дымку на определенных длинах волн света за пределами видимых человеческим глазом).
Как изучался Титан и какие миссии его ждут?
На протяжении более десяти лет космический корабль НАСА «Кассини» делился чудесами Сатурна и его семейства ледяных лун, перенося нас в удивительные миры. Cassini доставил пассажира к системе лун Сатурна — европейский зонд «Гюйгенс» — первый искусственный объект, приземлившийся на планете в далекой внешней Солнечной системе
«Кассини-Гюйгенс» показал, что Титан — один из наиболее похожих на Землю миров, с которыми мы сталкивались, и пролил свет на историю нашей родной планеты. Дело в том, что «Кассини» был в некотором смысле машиной времени. Он выявил процессы, которые, вероятно, сформировали развитие нашей Солнечной системы. Долгая миссия Кассини позволила наблюдать погоду и сезонные изменения на другой планете. Миссия показала, что спутники Сатурна — уникальные миры, которые могут рассказать свои истории.
«Кассини-Гюйгенс» показал, что Титан — один из наиболее похожих на Землю миров, с которыми мы сталкивались, и пролил свет на историю нашей родной планеты. Дело в в том, что «Кассини» был в некотором смысле машиной времени. Он выявил процессы, которые, вероятно, сформировали развитие нашей Солнечной системы. Долгая миссия «Кассини» позволила наблюдать погоду и сезонные изменения на другой планете. Миссия показала, что спутники Сатурна — уникальные миры, которые могут рассказать свои истории. Многочисленные измерения силы тяжести Титана космическим аппаратом «Кассини» показали, что Луна скрывает подземный океан жидкой воды (вероятно, смешанной с солями и аммиаком).
Зонд Европейского космического агентства «Гюйгенс» также измерял радиосигналы во время спуска на поверхность в 2005 году, что убедительно свидетельствовало о наличии океана на 55–80 км под ледяной землей. Открытие глобального океана жидкой воды добавляет Титана к горстке миров в нашей Солнечной системе, которые потенциально могут содержать обитаемую среду. Кроме того, реки, озера и моря Титана из жидкого метана и этана могут служить обитаемой средой на поверхности луны, хотя любая жизнь там, вероятно, будет сильно отличаться от жизни на Земле. Хотя пока нет доказательств существования жизни на Титане, его сложный химический состав и уникальная среда сделали его местом для дальнейших исследований.
Летом 2019 года НАСА объявило, что следующая цель в Солнечной системе — уникальный, богато органический мир Титана. Продвигая поиск строительных блоков жизни, миссия Dragonfly будет совершать несколько вылетов, чтобы исследовать участки вокруг ледяной луны Сатурна.
Изначально запуск Dragonfly был запланирован на 2026 год с и прибытием в 2034 году. Однако в сентябре 2020 года НАСА попросило команду Dragonfly уточнить альтернативную дату готовности к запуску в 2027 году. Никаких изменений в архитектуре миссии не потребуется, чтобы учесть эту новую дату, и запуск в более поздний срок не повлияет на работу Dragonfly.
Винтокрылый аппарат будет летать в десятки многообещающих мест на Титане в поисках пребиотических химических процессов, общих как на Титане, так и на Земле. Dragonfly знаменует собой первый полет НАСА на мультироторном транспортном средстве для науки на другой планете; у него восемь роторов, и он летает как большой дрон. Он воспользуется преимуществами плотной атмосферы Титана — в четыре раза плотнее, чем Земля — чтобы стать первым транспортным средством, которое когда-либо доставило всю свою научную полезную нагрузку в новые места для повторяемого и целенаправленного доступа к поверхностным материалам.
Титан является аналогом очень ранней Земли и может дать ключ к разгадке того, как на нашей планете могла возникнуть жизнь. Во время своей 2,7-летней базовой миссии Dragonfly будет исследовать разнообразную окружающую среду от органических дюн до дна ударного кратера, где жидкая вода и сложные органические материалы, ключевые для жизни, когда-то существовали вместе, возможно, десятки тысяч лет. Его инструменты будут изучать, насколько далеко продвинулась химия пребиотиков. Они также будут исследовать свойства атмосферы и поверхности Луны, ее подповерхностный океан и жидкие резервуары. Кроме того, инструменты будут искать химические доказательства прошлой или существующей жизни.
Как Титан еще пригодится человечеству?
Для начала давайте проясним, что Титан — это луна, которая во многих отношениях больше похожа на планету. У него толстая атмосфера, которая примерно в 1,5 раза превышает давление на поверхности земной атмосферы. Ни у одного из 177 других спутников Солнечной системы нет такой атмосферы. Кроме того, Титан — единственное место в солнечной системе, кроме Земли, со стабильными жидкостями на поверхности: на поверхности Титана есть озера и моря. Итак, это — замечательный и очень похожий на Землю мир.
Плотная атмосфера Титана полезна, потому что это означает, что вам не нужно носить громоздкий скафандр, когда вы находитесь на Титане. Но главная причина, по которой мне это нравится, проста: атмосфера Титана поможет нам выжить. В космосе радиация смертельна. Энергетические частицы Солнца, и особенно галактические космические лучи (ГКЛ), проникают в ткани человека, вызывая рак и когнитивные расстройства. Чтобы оставаться в пределах нынешних пределов риска рака НАСА, астронавты могут путешествовать за пределы низкой околоземной орбиты (НОО) на целых 200 дней; поездка на Марс, вероятно, займет больше 600 дней. Но эти разрушающие частицы не могут добраться до поверхности Титана; они поглощаются атмосферой, а это означает, что это безопасная среда для человека. Атмосфера Марса недостаточно плотная, чтобы обеспечить надежную защиту от ГКЛ и Земли.
Люди, живущие на Титане, могут ходить (или, скорее, подпрыгивать — поскольку сила тяжести составляет 14% от силы тяжести Земли, что немного меньше, чем на Луне) в костюмах, чтобы согреться. На Титане холодно (температура поверхности около –290 градусов по Фаренгейту). И людям нужно будет носить респираторы, чтобы дышать кислородом, поскольку атмосфера в основном состоит из азота. Свет на Титане немного тусклый, как сразу после заката здесь, на Земле, из-за частиц дымки в плотной атмосфере. Люди, живущие в одном полушарии Титана, всегда обращенном к Сатурну, будут иметь прекрасный вид на окольцованную планету.
По-настоящему забавная (и потенциально полезная) вещь заключается в следующем: благодаря низкой гравитации и плотной атмосфере люди на Титане могут легко летать своим ходом, если привязать крылья к рукам! В будущем люди могут покататься на лодках по озерам и морям, которые в основном находятся в более высоких широтах.
Недавно астрономы измерили глубину самого большого на Титане моря из метана. Оказалось, он составляет не менее 0,3 км: этого достаточно, чтобы изучить его на роботизированной подводной лодке. Оказалось, что глубина небольшого моря Синус, которое находится на Титане, составляет 85 м. А самое крупное море Кракена измерить пока не удалось. Оба водоема состоят из смеси этана и метана, второй компонент преобладал. Это огромное количество энергии.
Другой вариант химической энергии — гидрирование ацетилена (т.е. 3H 2 + C 2 H 2 ); и водород, и ацетилен присутствуют в атмосфере Титана.
Кроме того, мы можем рассмотреть возможность использования ветряных турбин в качестве альтернативного источника энергии. Плотность воздуха на Титане примерно в пять раз больше, чем на Земле, поэтому потенциальная энергия ветра значительна. Хотя на поверхности Титана не так много ветра (измерения «Кассини» показывают скорость ветра около 1 м/с; для сравнения, типичная скорость ветра на Земле составляет примерно 4 м/с), измерения зонда Гюйгенса показали скорость ветра около 20 м в секунду на высоте 40 км — это означает, что привязанные воздушные ветряные станции могут производить сотни мегаватт энергии.
В чем проблема?
Если Титан так хорош и интересен, то почему его до сих пор не освоили? Почему на Марс и Луну направлено большинство миссий? Проблема в расстоянии.
Время полета к Сатурну может варьироваться от 4 лет до почти 7 лет, в зависимости от орбитального отношения к Земле во время запуска. Без значительных достижений в энергетике это означало бы чрезвычайно долгое путешествие к любой потенциальной колонии и обратно.
Кроме того, предстоит преодолеть множество препятствий, не последним из которых является изучение того, как люди будут жить и работать в условиях микрогравитации. Кроме того, выращивание пищи на Титане с использованием сельскохозяйственных культур, как мы делаем это здесь, на Земле, не будет эффективным, учитывая более низкий поток солнечной энергии, достигающий поверхности Титана, и без того низкую эффективность фотосинтеза здесь, на Земле. Людям на Титане понадобятся биотехнологии и нетрадиционные продукты. Возможно, будущие люди на Титане смогут задействовать какой-нибудь искусственный фотосинтез.
Титанические странности: что скрывает самое загадочное тело Солнечной системы?
На поверхности Титана простираются моря из углеводородов. Пляжи вокруг них состоят из нафталинового наэлектризованного песка. А под ними океаны из жидкой воды, в которых может существовать жизнь. Гравитация на этом спутнике Сатурна всемеро слабее нашей, но атмосфера похожа на земную и почему-то в четыре раза плотнее. Как все эти странности могут совмещаться в одном небесном теле? Есть ли на нём жизнь? И почему его так трудно исследовать?
Титан — вторая по размеру луна в Солнечной системе. Он на 40 процентов больше и на 80 процентов тяжелее земной Луны. Рядом с Землёй это карлик — в 2,5 раза меньше по диаметру и в 44 раза легче за счёт втрое меньшей плотности. Крупнейший спутник Сатурна получает в сто раз меньше солнечного света. Поэтому на нём всегда –180 по Цельсию, а ультрафиолет так слаб, что под покровом плотной атмосферы могут сохраняться углеводороды, из которых состоят местные моря. Но, несмотря на запредельный холод и «горючие водоёмы», Титан, как это ни странно, вполне может быть прибежищем жизни земного типа. Только точно выяснить это крайне сложно — уж очень непривычно устроено это тело.
Кто выпил море?
Кроме Земли и Титана, в нашей системе никаких тел с поверхностными морями нет. И на первый взгляд те, что на Титане, много меньше земных. Даже Море Кракена чуть меньше Франции, хотя и больше Каспия. Однако спутник Сатурна по площади в шесть раз меньше Земли. Поэтому для него и это немало. Кстати, в этих морях в 300 раз больше углеводородов, чем во всех доказанных месторождениях нашей планеты!
Углеводороды Титана таят загадку. По расчётам планетологов, их должно быть намного больше. Дело в том, что в 2005 году на Титане уже побывал посадочный аппарат «Гюйгенс». По его данным, метана в атмосфере луны Сатурна содержится до нескольких процентов. Взаимодействуя с ультрафиолетом, он должен образовывать этан. А тот, в свою очередь, из-за низкой температуры обязан превращаться в жидкость и выпадать в виде осадков. Причём испаряться обратно в атмосферу жидкий этан из-за холода может не больше чем на сантиметр в год, а вот выпадать в виде дождя — способен куда больше. Все расчёты показывают, что Титан должен быть покрыт «глобальным» этановым океаном в сотни метров глубиной. Однако в действительности моря и озёра есть только в северном полушарии, и даже там их меньше, чем суши.
Объяснить всё это очень сложно. Согласно одной довольно смелой гипотезе, сплошной океан на Титане отсутствует потому, что углеводороды пропитали собой верхние слои поверхности спутника. Они образовали что-то вроде подземных водоносных слоёв нашей планеты, и на поверхности остаётся лишь то, что уже «не помещается» ниже. Тогда углеводородов на этом небесном теле не в 300 раз больше земного, а куда как более.
Эта гипотеза отлично объяснила и целый ряд других проблем. Например, на спутнике очень мало следов кратеров. Да, местная, в основном азотная (как на Земле), атмосфера вчетверо плотнее нашей, и её сравнительно плотные слои простираются до немыслимой высоты в тысячу километров. Большинство метеоритов должны сгорать в ней, не добравшись до поверхности спутника. Но и это не объясняет полного отсутствия кратеров — по-настоящему крупный астероид и такая атмосфера не остановит. Другое дело, если Титан покрыт болотами, которые лишь сверху кажутся твёрдыми. Кратер в таком болоте быстро затянется, оставив за собой разве что небольшое поверхностное озерцо.
Лучший критерий истины — практика. В 2005 году «Гюйгенс», после двух с половиной часов снижения через огромную по высоте атмосферу, всё же достиг поверхности — и погрузился в неё опорами на 15 сантиметров. При этом газоанализаторы на борту аппарата зарегистрировали всплеск концентрации метана. Видимо, он выделился из грунта. Как мы отмечали выше, гравитация на Титане всемеро слабее нашей, и такое погружение опор значит, что поверхность на нём трудно назвать твёрдой. Скорее, она похожа на снег. Если что-то сядет на болотистую поверхность на Земле, то опоры у него тоже провалятся, да и выделения метана вполне возможны.
Похоже, углеводородные моря Титана «выпили» местные же углеводородные болота и этаноносные слои. Хорошо, но что же лежит под ними?
Замаскирован в нафталине
Самой большой проблемой и загадкой спутника является его внутренний состав. В таких телах должно быть много водного льда. Он складывает поверхность Европы, Ганимеда и многих других крупных спутников в Солнечной системе. Будь Земля на таком же удалении от Солнца, как и они, — основную часть её оболочки тоже покрывал бы толстый слой водного льда. На спутниках гигантских планет не так солнечно, отчего воды там больше земной «нормы», а твёрдых пород меньше. Из них состоит главным образом скалистое ядро. Если есть много водного льда, то трудно избежать и появления водного океана. На какой-то глубине становится достаточно тепла от радиоактивного распада тяжёлых элементов в ядре и образуется солёный и потенциально богатый органикой океан — как на Энцеладе, например.
Титан в десять раз больше Энцелада в диаметре, и океаны там могли бы быть куда крупнее. Однако найти на Титане водный лёд и однозначно его идентифицировать оказалось не так просто. На поверхности много углеводородов — они образуют не только моря, но и дюны, состоящие из нафталина. Такие «нафталиновые горки» покрывают значительную часть спутника и в высоту достигают сотни метров. Ширина их доходит до километра, а длина — до многих километров. В районе, где садился «Гюйгенс», поверхность слабо напоминала нормальный блестящий водный лёд. Она оказалась куда темнее ожидаемого: видимо, к водному льду примешивается какой-то тип льда углеводородного.
Недавняя работа показала, что гранулы нафталина на Титане сцеплены друг с другом гораздо сильнее, чем это возможно на Земле. При периодическом перетряхивании, которое обеспечивает ветер, они электризуются и слипаются в комья, что придаёт дюнам значительную устойчивость. Так что ледяная поверхность надёжно замаскирована под дюнами и болотами, насыщенными этаном/пропаном. Отдельные участки эродированного водного льда вроде бы есть, но их исследовали пока лишь дистанционно.
Танк завяз в болоте
Как исследовать заболоченно-нафталиновый мир, пока не очень понятно. Никакого «титанохода» туда никто не отправлял и в ближайшее время не отправит. Титан в 1,3 миллиарда километров от Земли, а у NASA пока не хватает денег и на полёт к Луне в 400 000 километров. А другие космические агентства туда вообще приличный планетоход отправить не могут.
К тому же создать «луноход» для такой сложной поверхности очень непросто. Если она болотиста, то колёса не подойдут, а гусеницы могут забиться кашеобразным по консистенции грунтом. Идеальный вариант — дрон на воздушном шаре и небольшой спускаемый аппарат, возможно, плавающий. Он мог бы передвигаться по мелким углеводородным морям, не рискуя завязнуть.
Однако интереснее всего было бы провести бурение на поверхности и узнать её детальный состав. Увы, как мы уже писали, даже на твёрдой поверхности бурить у планетоходов получается плохо. Специализированный неподвижный аппарат типа «Луны-24» может углубиться и на два метра. Но подвижный планетоход с таким буром, скорее всего, будет тяжёлым и сложным, что поднимет стоимость всей миссии.
Ещё лучше было бы высадить туда людей. Благо при плотной атмосфере они будут получать намного меньше ионизирующего облучения, чем житель Москвы, а взлёт и посадка с тела, где гравитация меньше лунной, не потребуют много топлива. К сожалению, лететь туда и обратно минимум 2,6 миллиарда километров — в десятки раз дальше, чем до Марса. Такое можно реализовать только на очень больших кораблях, где можно поставить радиационную защиту (такие планирует сделать Илон Маск). Или на космическом буксире с ядерной установкой (её хочет создать «Роскосмос»), где скорость в пути так велика, что защита вообще не требуется. Пока оба проекта предельно далеки от реализации, и полёт на Титан небезопасен для космонавтов.
Подболотные океаны
Если такие извержения происходят, значит, под поверхностью Титана немало жидкой воды. По расчётам, под верхними 30 километрами водяного льда глубина глобального подлёдного океана может достигать 200 километров. В атмосфере Титана так много азота, что учёные подозревают его подпитку из богатого аммиаком океана. Смешиваясь с водой, аммиак может работать как антифриз, позволяя ей оставаться жидкой при многих десятках градусов ниже нуля.
Атмосфера — из отходов жизнедеятельности?
Кроме того, даже на нашей планете есть две группы бактерий, способные при взаимодействии питаться аммиаком из подлёдного океана Титана, делая азот. Первые из них — окисляющие аммиак аэробно. При этом две молекулы аммиака плюс три кислорода дают две молекулы диоксида азота, водород и воду.
Вторая группа — анаэробные бактерии вроде Anammoxoglobus. О последних часто не знают даже биологи-профессионалы, не интересующиеся азотным циклом. Они потребляют обычно ядовитый аммиак и диоксид азота из предыдущей реакции. После головокружительных промежуточных реакций, где образуется даже сверхтоксичный гидразин (ракетное топливо), в качестве отходов эти экзотические бактерии выдают чистый азот и воду.
Выше уже отмечалось: азота в атмосфере Титана безумно много, да и метана, хотя он постоянно расщепляется ультрафиолетом, не так мало. Логичных объяснений этому, исходя из известных фактов, практически нет. Гравитация Титана слабее лунной. Луна возникла из того же материала, что и Земля. Однако заметной азотной атмосферы у неё давно нет — из-за слабой гравитации она улетела в космос почти сразу. В Солнечной системе вообще нет других спутников со сколько-нибудь заметной атмосферой. Титан в гордом одиночестве, и вряд ли это просто так. Что-то должно быть источником его азота и метана, и едва ли не единственный непротиворечивый претендент на эту роль — именно жизнь.
Понятно и то, почему азота в газовой оболочке спутника больше метана. Аммиак изначально должен быть присущ недрам Титана. Он вообще типичен для базовых соединений, из которых возникали тела Солнечной системы. Вот углерода там должно быть намного меньше, а без него метаногенам будет сложнее. На одну молекулу отходов их жизнедеятельности (то есть метана) нужен один атом углерода.
Аммиакоядным бактериям дефицитный углерод нужен куда меньше. Поэтому они должны давать основную часть гипотетической биомассы крупнейшего спутника Сатурна. Расчёты показывают, что даже при биопродуктивности в три раза меньше, чем у земных океанов, они могли бы выдать достаточно азота, чтобы обеспечить наблюдаемую в местной атмосфере концентрацию этого газа.
Уникальный мир
Итак, Титан, несмотря на минус 180 на поверхности, действительно выглядит местом, где возможна жизнь. Хотя это и не очень обычные условия, но существовать в них в теории могут даже бактерии с Земли. Остаётся вопрос: в чём причина его уникальности? Почему он так сильно отличается от остальных лун системы?
Пожалуй, на этот вопрос пока нет ответа. Часто говорят, что азотную атмосферу Титан приобрёл за счёт того, что когда-то был покрыт аммиаком, а тот под действием солнечного ультрафиолета разложился на водород и азот. Лёгкий водород «улетел», тяжёлый азот задержался. Объяснение так себе: аммиак «на стадии сборки» был на всех телах системы, но почему-то азотной атмосферы больше ни у кого нет, только у Титана и Земли.
И даже понятно почему. Как только азот образует достаточно плотную оболочку, количество ультрафиолета, поступающего к поверхности, резко падает. Дальше разлагать аммиак становится нечем. Если бы сейчас на Титане было плюс 26 и нужные для дыхания газы, загорать там можно было бы бесконечно долго. Вот только загара не добиться: атмосфера практически непрозрачна для ультрафиолета.
Если существование плотнейшей из известных азотных атмосфер и дополняющего её метана объясняется жизнью, то и здесь не всё просто. У Юпитера есть ещё более крупный спутник — Ганимед. На нём тоже есть подлёдный океан, хотя оболочка над ним и потолще. В нём точно так же предполагаются следы аммиака, которым могли бы питаться живые существа. Скалистое ядро и подлёдный океан большой глубины внутри Ганимеда тоже в наличии. Вода плюс силикаты и тут должны давать водород. Но никакой достойной упоминания атмосферы — ни азотной, ни метановой — там нет и следа. Почему там ничего нет, а на Титане есть? Что ж, пока этот спутник Сатурна по праву сохраняет титул самого загадочного тела нашей системы.