Lors de la préparation de la visite de Cassini au Titan de la lune de Saturne, les chercheurs s'attendaient à voir l'endroit submergé d'éthane - un sous-produit de la dégradation du méthane. Il est possible que ce nuage pleuve l'éthane en été, puis se condense autour du pôle en hiver, s'accumulant sous forme de glace.
Le spectromètre de cartographie visuelle et infrarouge (VIMS) de Cassini a détecté ce qui semble être un nuage d'éthane massif entourant le pôle nord de Titan. Le nuage pourrait neige des flocons de neige d'éthane dans les lacs de méthane ci-dessous.
Le nuage peut être l'indice nécessaire pour résoudre un casse-tête qui a confondu des scientifiques qui, jusqu'à présent, n'ont vu que peu de preuves d'un voile de nuages d'éthane et de liquides de surface pensés à l'origine suffisamment étendus pour couvrir toute la surface de Titan avec un océan de 300 mètres de profondeur. .
Avant que la mission Cassini-Huygens ne commence à visiter Titan en 2004, "Nous nous attendions à voir beaucoup d'éthane - de vastes nuages d'éthane à toutes les latitudes et de vastes mers à la surface du Titan, la lune géante de Saturne", a déclaré Caitlin Griffith, scientifique planétaire à l'Université d'Arizona.
C'est parce que la lumière ultraviolette solaire décompose irréversiblement le méthane dans l'atmosphère principalement azotée de Titan. L'éthane est de loin le sous-produit le plus abondant lorsque le méthane se décompose. Si le méthane a été un constituant de l'atmosphère tout au long de la vie de 4,5 milliards d'années de Titan - et il n'y avait aucune raison de le suspecter - la grande lune serait inondée de mers d'éthane, ont théorisé les scientifiques.
Le radar de l'engin spatial Cassini de la NASA a trouvé des lacs dans les latitudes nord-arctiques de Titan lors d'un survol le 22 juillet dernier. Cependant, "nous savons maintenant que la surface de Titan est largement dépourvue de lacs et d'océans", a déclaré Griffith. Elle est membre de l'équipe Cassini VIMS basée à UA, dirigée par le professeur Robert Brown du laboratoire lunaire et planétaire de UA.
L'éthane manquant est d'autant plus mystérieux que les images de Cassini suggèrent que d'autres précipités solides moins abondants provenant des réactions photochimiques dans l'atmosphère de Titan ont formé des dunes et couvert des cratères à sa surface, a déclaré Griffith.
Le VIMS a effectué la première détection du vaste nuage d'éthane polaire de Titan lorsqu'il a sondé les hautes latitudes nordiques de Titan sur les survols de Cassini en décembre 2004, août 2005 et septembre 2005.
Le VIMS a détecté le nuage de cirrus comme une bande lumineuse à des altitudes comprises entre 30 km et 60 km à la limite du cercle arctique de Titan, entre 51 degrés et 69 degrés de latitude nord. VIMS n'a vu qu'une partie du nuage car la majeure partie de la région polaire nordique est dans l'ombre de l'hiver et ne sera pas entièrement éclairée avant 2010, a noté Griffith.
"Nos observations impliquent que les dépôts de surface d'éthane devraient être trouvés spécifiquement aux pôles, plutôt que répartis globalement à travers le disque de Titan comme on le supposait précédemment", a déclaré Griffith. "Cela peut expliquer en partie le manque d'océans d'éthane liquide et de nuages aux latitudes moyennes et basses de Titan."
«Nous pensons que l'éthane pleut ou, si les températures sont suffisamment fraîches, qu'il neige sur le pôle nord en ce moment. Lorsque les saisons changent, nous nous attendons à ce que l'éthane se condense au pôle sud pendant son hiver », a déclaré Griffith. Si les conditions polaires sont aussi fraîches que le prévoient les prévisions, l'éthane pourrait s'accumuler sous forme de glace polaire.
L'éthane se dissout dans le méthane, qui, selon les scientifiques, pleut de l'atmosphère au pôle nord pendant son hiver frais. «Pendant les hivers polaires, nous nous attendons à ce que les basses terres bercent des lacs de méthane riches en éthane», a noté Griffith. "Peut-être que ce sont les lacs récemment imagés par Cassini."
Si l’éthane avait été produit au rythme d’aujourd’hui sur toute la durée de vie de Titan, un total de deux kilomètres d’éthane se serait précipité sur les poteaux. Mais cela semble peu probable, a déclaré Griffith.
Les scientifiques n'ont aucune preuve directe de calottes polaires de glace éthane. Le pôle nord de Titan est dans l'obscurité hivernale, et les caméras Cassini doivent encore le voir dans la lumière réfléchie. Les caméras Cassini ont photographié le pôle sud de Titan. "La morphologie vue dans ces images ne suggère pas une calotte polaire de deux kilomètres, mais les images montrent des caractéristiques d'écoulement", a déclaré Griffith.
"Nous allons commencer à faire plus de passes polaires dans les prochains mois", a-t-elle ajouté. "À la fin de l'année prochaine, Cassini aura enregistré le premier profil de température polaire de Titan, qui nous dira comment les conditions froides sont au pôle."
Griffith est le premier auteur de l'article «Evidence for a Polar Ethane Cloud on Titan», publié dans le numéro actuel (15 septembre) de Science. Paulo Pinteado et le chef d'équipe VIMS Robert Brown de l'UA et des chercheurs français, le Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, en Californie, l'US Geological Survey, l'Université Cornell, le NASA Ames Research Center, le Portugal et l'Allemagne sont co-auteurs.
Griffith, Pinteado et Robert Kursinski de UA ont collaboré plus tôt dans des études sur les nuages de méthane de mille milles de long qui entourent Titan aux latitudes sud. Ils ont conclu, en analysant les images VIMS, que ces nuages convectifs très localisés, qui sont composés de méthane, résultent du chauffage estival, tout comme les orages se forment sur Terre.
L'instrument VIMS est un spectromètre imageur qui produit un ensemble de données spécial appelé cube d'image. Il prend une image d'un objet en plusieurs couleurs simultanément. Une caméra vidéo ordinaire prend des images en trois couleurs primaires (rouge, vert et bleu) et les combine pour produire des images vues par l'œil humain. L'instrument VIMS prend des images dans 352 longueurs d'onde ou couleurs distinctes, couvrant un domaine de couleurs bien au-delà de celles visibles par l'homme. Tous les matériaux réfléchissent la lumière d'une manière unique. Ainsi, les molécules de tout élément ou composé peuvent être identifiées par les longueurs d'onde qu'elles réfléchissent ou absorbent, leurs spectres «signatures».
La mission Cassini-Huygens est un projet coopératif de la NASA, de l'Agence spatiale européenne et de l'Agence spatiale italienne. Le Jet Propulsion Laboratory, une division du California Institute of Technology à Pasadena, en Californie, gère la mission de la Science Mission Directorate de la NASA, Washington, D.C.L'orbiteur Cassini et ses deux caméras embarquées ont été conçus, développés et assemblés au JPL. L'équipe du spectromètre de cartographie visuelle et infrarouge est basée à l'Université de l'Arizona à Tucson.
Source d'origine: communiqué de presse de l'Université de l'Arizona
