Images assemblées du pôle sud de Titan, prises le 7 avril 2014 lors du centième survol de Cassini, avec un filtre centré à 938 nm permettant d’étudier les variations d’albédo. Les taches sombres sont des lacs de méthane liquide. Ils sont moins nombreux qu’au pôle nord. © Nasa, JPL-Caltech, Space Science Institute

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Sur Titan, Cassini observe un curieux nuage géant

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Ces dernières années, la sonde Cassini a été témoin de changements importants au pôle sud de Titan, une lune de Saturne. Plus récemment, un nouveau nuage de glace est apparu rappelant ce qui avait été observé onze ans plus tôt aux antipodes, à la fin de l'hiver boréal. Ce sont des signes avant-coureurs de l'arrivée de l'hiver austral et les scientifiques se réjouissent de pouvoir l'étudier avant la fin de la mission prévue en 2017.

Survolez Titan et ses lacs d'hydrocarbures !  Titan, un des satellites de Saturne, est recouvert de lacs d'hydrocarbures dont le plus grand, Kraken Mare, mesure plus de 1.000 km. Les données visibles dans cette vidéo proviennent du radar de la sonde Cassini. Elles ont été collectées lors de son exploration autour de la planète. 

L'hiver est en train de s'installer dans l'hémisphère sud de Titan, la plus grande lune de Saturne. Explorant l'univers de la planète géante - ses anneaux, sa cour de petits satellites, etc. - depuis 2004, la sonde Cassini est un précieux témoin des changements qui s'opèrent au sein de l'atmosphère de cet astre de 5.150 km de diamètre, par ailleurs le seul satellite naturel du Système solaire à posséder une atmosphère aussi épaisse. Une fois et demie la pression atmosphérique terrestre et quatre fois plus dense, elle s'étend jusqu'à 600 km au-dessus de la surface (voici 10 ans, le module Huygens accomplissait sa descente à travers afin de l'étudier plus en détail).

Ces derniers temps, un grand nuage s'est formé au-dessus de la région du pôle sud, dans les basses couches de la stratosphère à environ 200 km au-dessus du sol où, rappelons-le, la température moyenne est de -180 °C. Révélée dans l'infrarouge par l'instrument CIRS (Composite Infrared Spectrometer), cette formation nuageuse aplatie apparaît aussi peu dense qu'une brume terrestre. En tout cas, « il nous saute littéralement au visage » a indiqué Carrie Anderson du GSFC (Goddard Space Flight Center de la Nasa) qui a présenté ces résultats la semaine dernière lors de la rencontre annuelle de la division des sciences planétaires de l'AAC (American Astronomical Society) dans le Maryland.

L'hémisphère sud de Titan, avec la formation nuageuse qui se développe à son pôle sud, photographié par Cassini le 30 juillet 2013. © Nasa, JPL-Caltech, Space Science Institute

Les débuts de l’hiver sont rudes sur Titan

Comme nous l'avons appris ces dernières années à travers les différentes études réalisées à partir des données glanées par Cassini : en lieu et place d'un cycle de l'eau sur Titan, nous avons plutôt affaire à un cycle du méthane, un élément qui, dans les conditions qui règnent dans ce monde neuf fois plus éloigné du Soleil que la Terre, peut être à l'état liquide et solide. Il pleut et il neige du méthane (peut-être une fois par décennie, mais abondamment...) et on connaît plusieurs mers et lacs de méthane liquide près des pôles.

À l'instar de nos nuages de vapeur d'eau, ceux de Titan se forment dans la troposphère à des températures et pression qui permettent leur condensation, à la différence toutefois que les ingrédients (hydrocarbures, nitriles) ne sont pas les mêmes et que la circulation dans son atmosphère de l'air chaud coule par effet de subsidence. Aussi, en rencontrant les couches inférieures de plus en plus froides, la condensation des éléments s'étage, présentant une superposition de brumes à différentes altitudes.

Quand la mission a débuté en 2004, c'était le milieu de l'hiver au pôle nord de Titan. Le grand nuage glacé qui le coiffait alors allait peu à peu s'estomper à mesure que le printemps s'installait (les saisons y durent un peu plus de 7 ans). À présent, c'est au tour du pôle sud. Le solstice d'hiver sera en 2017 dans cet hémisphère.

Au cours des recherches, l'équipe a relevé que la signature spectrale des éléments qui composent le nouveau nuage est la même qu'il y a 11 ans aux antipodes, à la fin de l'hiver : hydrogène, carbone et azote. Cependant, cette signature était plus faible. Pour les chercheurs, cela témoigne que l'arrivée de la « saison froide » sur cette deuxième plus grosse lune du Système solaire se fait plus violemment que son départ. « L'opportunité de voir les premières étapes de l'hiver sur Titan est fascinant », conclut Robert Samuelson du GSFC qui, comme ses collègues, se réjouit de pouvoir suivre l'évolution de ce nuage et, à travers lui, le déroulement de l'hiver ainsi que son intensité. Pour l'instant, « tout ce que nous découvrons au pôle sud nous raconte que l'arrivée de l'hiver austral est beaucoup plus sévère que la fin de l'hiver boréal ».