Depuis que la sonde Cassini est arrivée à Saturne en 2004, elle a révélé des choses surprenantes sur le système de lunes de la planète. Titan, la plus grande lune de Saturne, a été une source particulière de fascination. Entre ses lacs de méthane, son atmosphère riche en hydrocarbures et la présence d'un «cycle du méthane» (similaire au «cycle de l'eau» de la Terre), il ne manque pas de choses fascinantes sur cette lune cronienne.
Comme si cela ne suffisait pas, Titan connaît également des changements saisonniers. À l'heure actuelle, l'hiver commence dans l'hémisphère sud, qui se caractérise par la présence d'un fort vortex dans la haute atmosphère au-dessus du pôle sud. Cela représente un renversement de ce que la sonde Cassini a vu lorsqu'elle a commencé à observer la lune il y a plus de dix ans, lorsque des choses similaires se produisaient dans l'hémisphère nord.
Ces résultats ont été partagés lors de la 48e réunion conjointe de la Division des sciences planétaires de l'American Astronomical Society et du 11e Congrès européen des sciences planétaires, qui a eu lieu du 16 au 21 octobre à Pasadena, en Californie. En tant que deuxième conférence conjointe entre ces organismes, l'objectif de cette réunion annuelle est de renforcer la collaboration scientifique internationale dans le domaine des sciences planétaires.
Au cours de la réunion, le Dr Athena Coustenis - le directeur de la recherche (1st avec le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) en France - a partagé les dernières données atmosphériques récupérées par Cassini. Comme elle l'a déclaré:
«La longue mission de Cassini et ses fréquentes visites à Titan nous ont permis d’observer pour la première fois le schéma des changements saisonniers sur Titan. Nous sommes arrivés au milieu de l'hiver septentrional et avons maintenant eu l'occasion de surveiller la réponse atmosphérique de Titan pendant deux saisons complètes. Depuis l'équinoxe, où les deux hémisphères ont reçu un chauffage égal du Soleil, nous avons vu des changements rapides. »
Les scientifiques connaissent le changement saisonnier sur Titan depuis un certain temps. Cela se caractérise par des gaz chauds montant au pôle d'été et des gaz froids qui se déposent au pôle d'hiver, la chaleur circulant dans l'atmosphère d'un pôle à l'autre. Ce cycle connaît des inversions périodiques lorsque les saisons passent d'un hémisphère à l'autre.
En 2009, Cassini a observé une inversion à grande échelle immédiatement après l'équinoxe de cette année. Cela a entraîné une baisse de température d'environ 40 ° C (104 ° F) autour de la stratosphère polaire sud, tandis que l'hémisphère nord a connu un réchauffement progressif. Quelques mois après l'équinoxe, un tourbillon de gaz en trace est apparu au-dessus du pôle sud qui présentait des plaques rougeoyantes, tandis qu'une caractéristique similaire a disparu du pôle nord.
Un renversement comme celui-ci est significatif car il donne aux astronomes une chance d'étudier l'atmosphère de Titan plus en détail. Essentiellement, le vortex polaire sud présente des concentrations de traces de gaz - comme les hydrocarbures complexes, la méthylacétylène et le benzène - qui s'accumulent en l'absence de lumière UV. L'hiver étant maintenant sur l'hémisphère sud, ces gaz devraient s'accumuler en abondance.
Comme l'explique Coustenis, c'est une opportunité pour les scientifiques planétaires de tester leurs modèles pour l'atmosphère de Titan:
«Nous avons eu la chance d'assister au début de l'hiver depuis le début et nous approchons de l'heure de pointe pour ces processus de production de gaz dans l'hémisphère sud. Nous recherchons maintenant de nouvelles molécules dans l'atmosphère au-dessus de la région polaire sud de Titan qui ont été prédites par nos modèles informatiques. Faire ces détections nous aidera à comprendre la photochimie en cours. »
Auparavant, les scientifiques n'avaient pu observer ces gaz qu'aux hautes latitudes nordiques, qui persistaient jusque dans l'été. On s'attendait à ce qu'ils subissent une destruction photochimique lente, où l'exposition à la lumière les décomposerait en fonction de leur composition chimique. Cependant, au cours des derniers mois, une zone de gaz moléculaire et d'aérosols appauvris s'est développée à une altitude comprise entre 400 et 500 km dans l'ensemble de l'hémisphère nord.
Cela suggère que, à haute altitude, l'atmosphère de Titan a une dynamique complexe en cours. Ce que cela pourrait être n'est pas encore clair, mais ceux qui ont fait de l'étude de l'atmosphère de Titan une priorité sont impatients de le découvrir. Entre maintenant et la fin de la mission Cassini (prévue pour septembre 2017), la sonde devrait avoir fourni une image complète du comportement des atmosphères moyenne et supérieure de Titan.
À la fin de la mission, la sonde spatiale Cassini aura effectué plus de 100 survols ciblés de Saturne. Ce faisant, il a effectivement été témoin de ce à quoi ressemble une année complète sur Titan, avec une variabilité saisonnière. Non seulement ces informations nous aideront-elles à comprendre les mystères plus profonds de l'une des lunes les plus mystérieuses du système solaire, mais elles devraient également être utiles si et quand nous envoyons des astronautes (et peut-être même des colons) un jour!
