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De minuscules vagues découvertes sur les lacs de Titan

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Connus depuis quelques années seulement, les lacs et les mers d'hydrocarbures sur Titan apparaissent extrêmement calmes et lisses sur les données acquises par la sonde spatiale Cassini. Une étude montre cependant que Punga Mare est une région « agitée » avec parfois des vagues de deux centimètres de hauteur. Si leur existence est confirmée, il s'agirait des premières vagues observées à la surface d'un autre monde que la Terre.

Le 24 juillet 2012, le spectromètre Vims de la sonde spatiale Cassini photographiait une variation de luminosité dans la région de Kivu Lacus qui pourrait être interprétée comme de minuscules vagues altérant la surface de l'un des nombreux lacs d'hydrocarbures découverts sur Titan. © Nasa, JPL-Caltech, SSI, Jason Barnes

Voici dix ans que la mission Cassini gravite autour de Saturne et explore les mondes qui l'entourent, à plus de 1,4 milliard de kilomètres de nous (9,1 UA). De ses 62 satellites naturels connus, Titan (5.150 km de diamètre) est le plus grand et aussi le plus visité par la sonde spatiale. À ce sujet, la Nasa et l'Esa viennent de célébrer le 100e survol de Titan, début mars 2014. Pour les scientifiques, il s'agit aussi de l'endroit du Système solaire le plus ressemblant avec la Terre. Surtout parce que « c'est le seul corps céleste que nous connaissions à posséder un cycle complexe de constituants solides, liquides et gazeux », rappelle Howard Zebker, professeur de géophysique à l'université Stanford.

Malgré l'épaisseur de l'atmosphère, le radar de Cassini a révélé ces dernières années l'existence de grands lacs d’hydrocarbures — essentiellement du méthane et de l'éthane liquides —, lesquels sont alimentés par d'importants réseaux de rivières et même des pluies. Parmi ceux-ci, citons le plus grand, Ligeia Mare, qui s'étend sur environ 420 km de long et 350 km de large près du pôle nord. Une étude récente montre que sa surface est anormalement — et extraordinairement — plane, « aussi lisse que la peinture d'une voiture ». Pas une vaguelette, en effet, ne semble venir troubler ce miroir naturel. « La sensibilité du radar de Cassini dans cette expérience est d'un millimètre. Cela signifie donc que s'il y avait des vagues sur Ligeia Mare, elles seraient plus petites qu'un millimètre. Ce qui est vraiment, vraiment lisse », explique le professeur Zebker.

Carte des principaux lacs et mers d'hydrocarbures qui s'étendent près du pôle nord de Titan. Kraken Mare, Ligeia Mare et Punga Mare sont les plus vastes à la surface de cette lune de Saturne. © Nasa, JPL, USGS

Minuscules rides à la surface d’un lac géant de Titan

Ses travaux publiés dans Geophysical Research Letters ont par ailleurs montré que contrairement à ce qui était suggéré jusqu'à présent, les rivages ne seraient pas composés de glace d'eau, mais davantage d'éléments organiques solides. Vraisemblablement les mêmes que l'on trouve à l'état liquide dans ces grands lacs.

Parallèlement, une enquête menée par le professeur Jason Barnes (université de l'Idaho) et des collègues chercheurs au JPL, à l'université Cornell et au MIT dans la région du lac — ou plutôt de la mer — Punga Mare (380 km de long) suggère cette fois l'existence de vagues minuscules, ou de vaguelettes. L'examen des données acquises entre 2012 et 2013 par l'instrument Vims (Visible and Infrared Mapping Spectrometer) de Cassini a mis en avant une variation importante de luminosité sur quatre pixels. Cela témoignerait à vrai dire d'ondulations hautes de seulement... deux centimètres. Aussi insignifiantes que ces vagues puissent paraître, les scientifiques soulignent qu'il s'agit d'une zone agitée pour Titan... En attendant que ces résultats soient confirmés et que toute la lumière soit faite sur la météorologie de Titan, le calme apparent qui règne à la surface de cette lune glacée (température moyenne : -180 °C) sème le trouble.