１６５５年、天文学者のホイヘンスがタイタンを発見して以来、１８９８年までに合計９個の衛星が発見された。　その後７０年近く経った１９６６年に１０個目の衛星ヤヌスが発見されたのを契機に、パイオニア１１やヴォイジャー１などの探査もあり、１９８１年まで数十個の衛星が発見された。　さらにその後、カッシーニ探査機などの観測で２００５年１０月時点では合計４７個確認されている。

衛星名	衛星半径 (km)	軌道長半径 - 土星からの距離- (1000km)
パン	10	133.58
アトラス	19x10x14	137.64
プロメテウス	74x50x34	139.35
パンドラ	55x44x31	141.7
エピメテウス	69x55x55	151.42
ヤヌス	97x95x77	151.47
ミマス	199	181.52
エンセラズス	249	238.02
テティス	530	294.66
カリプソ	15x8x8	294.66
テレスト	15x13x8	294.66
ディオーネ	560	377.40
ヘレネ	16	377.40
レア	764	527.04
タイタン	2575	1221.85
ハイペリオン	180x140x113	1481.1
イアペタス	718	3561.3
フェーベ	115x110x105	10952

上表の衛星は早い段階で発見された主なものだが、土星の月はタイタンを除くと、地球や木星の月に比べ少々小ぶりで半径が数百ｋｍクラスのものが多い。　そして特徴的なのは、この表には載せていないが、その密度が岩石のそれより小さく、どちらかというと氷の密度に近いようである。





写真（ａ）はＮＡＳＡのライブラリから半径が数百ｋｍ以上の球形の月だけをピックアップしコラージュしたものだが、どれも表情がまちまちである。特にイアペタスは軌道の進行方向に面した側と反対側とでは明暗がはっきりしており、その暗い部分の物質が内部から出たものなのか外部から降り注いだものなのかは、成分と共に諸説はあるにせよ謎である。












奇妙な月たち 
ヤヌスとエピメテウスはかなり接近した公転軌道をもつ。　そして面白いことに両者は、互いに追いつ追われつを繰り返し、お互いの軌道を交換することもあるのではないかと考えられている。

更に興味深いことに、図（ｂ）の様にテティス、テレスト、カリプソは同じ軌道上を公転していることがヴォイジャー１によって確認された。　しかし、今の所衝突する気配は全くない。というのもこれら３つの衛星は、重力的に見て最も安定した配置つまりテティスと土星を一辺とする正三角形の頂点にそれぞれ位置しているからだ。（ラグランジュ点）

土星の数多くある「月」の中の一つ、タイタン（ティタン）。 その半径は惑星である水星よりも大きく、木星の衛星ガニメデにつぐ 太陽系第２の衛星である。そして、唯一濃い大気に包まれた衛星でもある。

直　径	５１５０km
質　量	26 １.３５x１０ 　　g
平均密度	１．８８g/cm3
表面温度	９４k
表面気圧	１，４９６mb
軌道長半径	6 １.２２２x１０　　km
離心率	０.０２８９
公転周期	１５.９５日

写真は、探査機カッシーニが２００４年に撮影した９枚の写真を合成したもので、大気の影響を極力抑え地表が見えるように処理された、極めて鮮明なタイタン像である。（NASA/JPL/Space Science Institute )

■　タイタンの大気層　■



１９４４ 年、Ｇ・Ｐ・カイパーによるスペクトル観測により、メタン を含む大気の存在が明らかになった。そして１９８０、８１年には ヴォージャー１、２号により、その組成と大気圧が詳しく調査された。











２００４年、探査機カッシーニが紫外線波長でとらえた、多くの層に分かれるタイタン上層大気。　タイタン表面から数百ＫＭ上空まで広がっている。（NASA/JPL/Space Science Institute )

■　気圧　■

ヴォイジャー１号がタイタンの裏側に回り込む際（掩蔽時）、ヴォイ ジャーからの電波の屈折や吸収を観測して調べた結果、タイタンの大 気圧はほぼ１５００ｍｂであることがわかった。（地球の１. ５倍）

■　大気成分　■

赤外線スペクトロメーターと掩蔽観測の結果、タイタンの大気の平均分子量は２８.６であることが判明した。このことから大気主成分は、その起源はわからないが窒素（分子量 ２８）であることがわかった。

大気の組成
Ｎ2（窒素）	８０～９４％程度
Ａｒ（アルゴン）	推定　１２％未満
ＣＨ4（メタン）	１％前後
その他の微量成分	Ｈ2，Ｃ2Ｈ6，Ｃ3Ｈ8，Ｃ2Ｈ2，Ｃ2Ｈ4，ＨＣＮ　等々

タイタンを覆っている大気は、太陽系生成時のガス雲を原始大気としてとりこんだまま保持しているという可能性も考えられるが、それにしては含まれているはずのネオンが少なすぎる。　つまり、地球と同じように、タイタン内部からの脱ガス作用によりできたものではないかと考えられる。　地球も又、窒素が主成分である。　しかし、タイタンの表面重力は地球の１／７程度の為、表面における単位面積当たりの大気量を求めると１０倍以上となり、タイタンの方が遥かに濃度が高い。　

２００４年、探査機カッシーニによるフライバイ時の測定により、高層大気（約1,000km）で複雑な組成の有機物を検出した。　タイタンの大気中では、考えられていた以上に様々な化学反応が起きているようである。

また２００５年、探査機カッシーニから放出されタイタンに軟着陸したホイヘンスは、その着陸地点で自らの放出熱によって暖めた地表から、メタンガスが噴出するのを検出した。このことから、タイタンの大気中では、メタンが地表から大気中へと蒸発し、雲となり雨となって降りそそぐ循環ができていると想像できる。　更にアルゴン４０が検出されたことから、かつては火山活動があったとも考えられる。ただし噴火の噴出物は氷（H2O）とアンモニアではあるが。

■　表面の状態 ■

タイタンの表面温度である９４ｋ（－１８０度Ｃ）というのは、メタンのトリプル・ポイント（固体・液体・気体が同時に存在できる温度 ）である９０. ７ｋに近いことから、大気下層部ではメタンが三種の状態で存在している可能性がある。　雲の主成分をメタンであると仮定すると、メタンというのは下降気流で凝結することから考え、高空から降り注ぐ雨よりも、低空から降り注ぐ雨の量の方が多いはずである。　そのため、降り注いだ液体メタンの川による低地への流れ込みよりも、メタン溜まりが直接低地にでき、湖や海をつくっているのではないかと予想される。


２００５年、ホイヘンスがタイタンに軟着陸。ベールに覆われていた、その素顔がようやく見え始めた。



（左写真）高度８ｋｍ上空で、降下中のホイヘンスが撮影したタイタンの地表。　海と陸の海岸線を思わせるような地形。境界線の白い部分はメタンもしくはエタンの霧かも知れない。




（右写真）陸から海へと続く河川のような黒い筋は、メタンが流れた跡なのだろうか。　だとすればメタンの雨が降り注いだ結果なのか、地表から湧きだしたものなのか。



（左写真）タイタンの地表は霧に覆われており、大気の影響でオレンジ色となっている。　石ようなものはおそらくメタンが固まったものだろう。少し丸みをおびているのは、液体のメタンが一帯を流れ、その浸食によってできたものであると考えられる。
(Photo ESA/NASA-JPL/University of Arizona）

■　生命誕生の可能性　■

タイタンには生命発生の化学プロセス初期段階に必要と考えられている、シアン化水素（ＨＣＮ）が存在しているが、その後のプロセスに欠かすことのできない水が、氷の形でしか存在していないだろうと予測されていたため、生命発生の可能性は低く見積もられていた。　しかし、１９９７年に行われた赤外線衛星による、水蒸気の輝線がある波長領域とほぼ同じ波長での観測によって水蒸気の存在が確認された。　これによってタイタンは、原始地球と似たような環境にあるのではないかという期待が更に大きくなった。