La mission Cassini vers Saturne et ses satellites s’est achevée en 2017, lorsque le vaisseau spatial a été envoyé Les lacs remplis de méthane de Titan sont beaucoup plus profonds, et plus étranges, que prévu. plongeant dans la géante gazeuse pour y trouver sa fin. Mais il y a encore beaucoup de données de la mission pour garder les scientifiques occupés. Une équipe de scientifiques travaillant sur les données de Cassini a fait une découverte surprenante
Titan est un monde inhabituel. C’est le seul corps, autre que la Terre, qui a du liquide à sa surface.
Les scientifiques soupçonnent que certaines des autres lunes du système solaire, comme Encelade et Europe, possèdent des océans liquides. Mais ces océans sont des océans d’eau de subsurface. Seul Titan possède des lacs d’hydrocarbures liquides.
Lors du dernier survol de Titan par Cassini, la sonde a orienté son radar vers certains des lacs liquides de la lune. Les données montrent que ces lacs ont une profondeur de 100 mètres (300 pieds). Les données de ces derniers jours apportent également un nouvel éclairage sur le cycle des hydrocarbures de Titan.
L’étude détaillant ces résultats provient de deux articles publiés dans Nature Astronomy. Le premier s’intitule “Deep and methane-rich lakes on Titan”. “L’auteur principal de cette étude est Marco Mastrogiuseppe, spécialiste du radar Cassini au Caltech à Pasadena, en Californie.
La seconde étude, intitulée “The case for seasonal surface changes at Titan’s lake district “, a pour auteur principal Shannon MacKenzie, scientifique planétaire au Johns Hopkins Applied Physics Laboratory à Laurel, Maryland.
À propos de ces lacs profonds
Les données des sondes Voyager nous ont donné le premier indice de la présence de lacs liquides sur Titan. Mais ces données n’étaient que des déductions : elles montraient que Titan présentait les conditions nécessaires à leur existence.
Il doit faire très froid pour que les hydrocarbures existent à l’état liquide. Après la mise en service du télescope spatial Hubble, celui-ci nous a fourni des preuves directes de l’existence de ces lacs, vers 1995. D’autres observations ont également confirmé cette idée.
Mais au début de l’hypothèse des lacs de Titan, nous n’étions pas sûrs qu’il s’agissait de lacs ou d’océans beaucoup plus grands. Cassini est arrivée à Saturne en 2004 et, bien qu’elle n’ait pas vu de lacs liquides tout de suite, elle en a finalement trouvé aux pôles, là où les scientifiques soupçonnaient leur existence.
Depuis lors, de nombreux lacs et mers ont été découverts sur Titan, et il existe de nombreuses images de ceux-ci.
Les scientifiques ont appris beaucoup de choses sur Titan, notamment grâce à la mission Cassini. Mais ces nouvelles études vont encore plus loin. Elles nous apprennent bien plus que les profondeurs des mers d’hydrocarbures de Titan.
Nous savions déjà que les mers du nord étaient remplies de méthane. Mais les scientifiques ont été surpris de constater que les lacs beaucoup plus petits étaient également remplis de méthane, alors qu’ils s’attendaient à trouver de l’éthane, un hydrocarbure plus lourd. Ces résultats jettent une nouvelle lumière sur le cycle des hydrocarbures de Titan.
Le cycle des hydrocarbures sur Titan fonctionne de manière similaire au cycle hydrologique sur Terre. Dans les deux cas, l’évaporation forme des nuages qui finissent par tomber à la surface, formant des rivières qui se jettent dans des lacs d’hydrocarbures.
Sur Titan, le liquide s’évapore près des régions équatoriales puis se dépose sous forme liquide dans les régions polaires.
“Chaque fois que nous faisons des découvertes sur Titan, ce dernier devient de plus en plus mystérieux”, a déclaré l’auteur principal, Marco Mastrogiuseppe, spécialiste du radar Cassini au Caltech à Pasadena, en Californie.
“Mais ces nouvelles mesures permettent de donner une réponse à quelques questions clés. En fait, nous pouvons maintenant mieux comprendre l’hydrologie de Titan.”
Mais attendez, c’est encore plus étrange
Titan est tout simplement étrange. Il possède des caractéristiques terrestres qui sont sculptées de la même manière que sur Terre, mais avec des hydrocarbures liquides. Mais il est différent à bien des égards.
Les nouvelles données montrent que le cycle des hydrocarbures est différent d’un côté à l’autre de la région polaire nord.
Sur la face occidentale de Titan, on trouve de petits lacs, dont certains ne font pas plus de 16 kilomètres de diamètre. Ils se trouvent bien au-dessus du niveau de la mer, perchés au sommet de grandes collines et de plateaux. Les données dépeignent une image d’un autre monde, avec des mesas et des buttes dépassant de plusieurs centaines de mètres les environs, surmontées de profonds lacs d’hydrocarbures.
La partie orientale de Titan, en revanche, présente de grandes mers basses, avec des canyons et des îles. Pourquoi une telle différence ?
“C’est comme si vous regardiez le pôle Nord de la Terre et que vous pouviez voir que l’Amérique du Nord a un cadre géologique pour les masses liquides complètement différent de celui de l’Asie”, a déclaré Jonathan Lunine, co-auteur de l’étude et scientifique de Cassini à l’Université Cornell.
Cela pourrait être dû à la géologie sous-jacente. Les scientifiques pensent qu’elles se sont formées lorsque la roche-mère environnante, composée de glace et de matières organiques solides, s’est dissoute chimiquement et s’est effondrée.
Cela ressemble à certaines régions terrestres en Allemagne, aux États-Unis et dans d’autres endroits, où des caractéristiques appelées lacs karstiques se forment lorsque l’eau dissout la roche calcaire.
Les nouvelles données montrent également que Titan peut présenter des lacs transitoires. Les données radar et infrarouges montrent ces lacs, dont le niveau de liquide fluctue de manière significative sur de courtes périodes.
Shannon MacKenzie, auteur principal de l’article “The case for seasonal surface changes at Titan’s lake district” pense que les changements saisonniers expliquent ces lacs transitoires.
“Une possibilité est que ces caractéristiques transitoires aient pu être des masses de liquide moins profondes qui, au cours de la saison, se sont évaporées et infiltrées dans la subsurface”, a-t-elle déclaré.
Pris ensemble, les deux articles brossent un tableau du cycle des hydrocarbures sur Titan, où les pluies d’hydrocarbures alimentent les lacs, qui sont ensuite soumis à l’évaporation. Mais pas seulement l’évaporation ; une partie du liquide s’infiltre probablement dans la subsurface, ce qui laisserait des réservoirs d’hydrocarbures liquides sous la surface.
Les caractéristiques de la surface de Titan sont cachées par l’épaisse atmosphère de la lune, visuellement impénétrable.Les données à l’origine de ces études ont été recueillies en grande partie par radar, notamment lors du dernier survol rapproché de la lune par Cassini en avril 2017.
L’équipe de Cassini savait que c’était sa dernière occasion d’observer les petits lacs de Titan, et elle estime en avoir tiré le meilleur parti.
“C’était le dernier hourra de Cassini sur Titan, et c’était vraiment un exploit”, a déclaré Lunine.