lundi 24 septembre 2018

Tempête de poussière sur Titan


Des données de la sonde Cassini enregistrées autour de Titan entre 2005 et 2017 révèlent que le satellite Saturnien subit ce qui ressemble à de gigantesques tempêtes de poussière dans sa zone équatoriale.




Titan serait donc le troisième corps du système solaire à avoir des tempêtes de poussière, après la Terre et Mars. Titan est un satellite très actif. On connaissait déjà quelques éléments de sa géologie et de son cycle du carbone, mais pas encore son cycle associé à la poussière. Sébastien Rodriguez (Université Paris Diderot) et ses collaborateurs, pour mettre en lumière ce phénomène, ont exploité des images de Cassini en infra-rouge obtenues avec l'instrument VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer) depuis le début de la mission de la sonde. Des images datant de 2009 montraient notamment trois zones brillantes vers l'équateur. Les planétologues ont très vite pensé qu'il pouvait s'agir de nuages de méthane. En effet, aux environ des équinoxes sur Titan, lorsque l'équateur se retrouve à l'aplomb du Soleil, des nuages massifs peuvent se former dans les régions tropicales qui peuvent dégénérer en véritables tempêtes. Mais une analyse plus approfondie leur a appris qu'il s'agissait de tout autre chose. En fait, les nuages de méthane qui peuvent se développer par convection dans ces régions devraient contenir de grosses gouttelettes et se situer à très haute altitude.
Or les "choses" lumineuses en infra-rouge observées par Cassini se trouvaient au maximum à "seulement" 10 km d'altitude d'après les premières données. Les chercheurs ont également éliminé une hypothèse selon laquelle la structure observée serait située non  pas dans l'atmosphère Titanesque mais à sa surface, sous la forme de neige de méthane. Une telle structure aurait été visible sur une longue durée, bien supérieure aux 5 semaines au maximum observées par la sonde Cassini. Des modélisations ont alors été effectuées et ont indiqué que les structures observées devaient se trouver très près de la surface, très probablement constituées de petites particules solides, organiques, qui forment une fine couche au dessus de la surface : des nuages de poussière. L'hypothèse est d'autant plus plausible que ces structures se trouvaient juste à côté des champs de dunes entourant l'équateur de Titan.
Même si c'est la première fois que le phénomène est observé sur Titan, Rodriguez et ses collaborateurs ne semblent pas très étonnés. Ils s'attendaient à voir un jour des tempêtes de poussière sur Titan. On pensait il est vrai que l'atterrissage de la sonde Huygens larguée par Cassini en janvier 2005 avait soulevé une petite quantité de poussières organiques lors de son freinage aérodynamique.
Mais les tempêtes observées sont sans commune mesure. La vitesse des vents nécessaire pour les produire devrait être 5 fois plus élevée que la vitesse de vent qu'avait justement mesuré Huygens près de la surface (1 m/s), d'après les planétologues qui publient leur étude dans Nature Geoscience. Rodriguez et son équipe estiment que ces gros nuages de poussières pourraient être associés à des tempêtes de méthane, en les précédant sur leur trajet, notamment dans des zones arides comme se serait le cas ici. 

Le fait que le sable de ses régions équatoriales de Titan puisse être mis en mouvement indique aussi que les dunes géantes qui couvrent les régions centrales du satellite Saturnien (que je regardais encore hier avec mon télescope d'ailleurs), sont toujours actives et en perpétuelle évolution. Les tempêtes observées pourraient ainsi y transporter de grandes quantité de poussière sur de grandes distances, contribuant alors à un véritable cycle global de la matière organique.


Source

Observational evidence for active dust storms on Titan at equinox
S. Rodriguez et al.
Nature Geoscience (24 september 2018)


Illustrations

Images infra-rouge de Titan produites par Cassini en 2009 et 2010, indiquant la présence de tempêtes de poussière (NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University Paris Diderot/IPGP/S. Rodriguez et al.)