Grace à Cassini mission, nous avons appris des choses vraiment incroyables sur Saturne et sa plus grande lune, Titan. Cela comprend des informations sur son atmosphère dense, ses caractéristiques géologiques, ses lacs de méthane, son cycle de méthane et sa chimie organique. Et bien que Cassini récemment mis fin à sa mission en s’écrasant dans l’atmosphère de Saturne, les scientifiques continuent de diffuser toutes les données qu’il a obtenues au cours de ses 13 années dans le système de Saturne.
Et maintenant, en utilisant les données de Cassini, deux équipes dirigées par des chercheurs de l'Université Cornell ont publié deux nouvelles études qui révèlent des choses encore plus intéressantes sur Titan. Dans l'un, l'équipe a créé une carte topographique complète de Titan en utilisant Cassini's ensemble de données complet. Dans le second, l'équipe a révélé que les mers de Titan ont une altitude commune, un peu comme la façon dont nous avons un «niveau de la mer» ici sur Terre.
Les deux études ont récemment paru dans le Lettres de recherche géophysique, intitulé «Topographie et forme du Titan à la fin de la mission Cassini» et «Contraintes topographiques sur l’évolution et la connectivité des bassins lacustres du Titan». Les études ont été dirigées par le professeur Paul Corlies et le professeur adjoint Alex Hayes de l'Université Cornell, respectivement, et comprenaient des membres du laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, de l'US Geological Survey (USGS), de l'Université de Stanford et de la Sapienza Universita di Roma.
Dans le premier article, les auteurs ont décrit comment les données topographiques de plusieurs sources ont été combinées pour créer une carte mondiale de Titan. Étant donné que seulement environ 9% de Titan ont été observés avec une topographie haute résolution (et 25-30% en résolution inférieure), le reste de la lune a été cartographié avec un algorithme d'interpolation. Combiné à un processus de minimisation global, cela a réduit les erreurs qui pourraient survenir telles que l'emplacement des engins spatiaux.
La carte a révélé de nouvelles fonctionnalités sur Titan, ainsi qu'une vue globale des hauts et des bas de la topographie de la lune. Par exemple, les cartes ont montré plusieurs nouvelles montagnes qui atteignent une altitude maximale de 700 mètres (environ 3000 pieds). En utilisant la carte, les scientifiques ont également pu confirmer que deux emplacements dans les régions équatoriales sont des dépressions qui pourraient être le résultat de mers anciennes qui se sont asséchées depuis ou de coulées cryovolcaniques.
La carte suggère également que Titan peut être plus oblate qu'on ne le pensait, ce qui pourrait signifier que l'épaisseur de la croûte varie. L'ensemble de données est disponible en ligne et la carte que l'équipe en a créée fait déjà ses preuves auprès de la communauté scientifique. Comme le professeur Corlies l'a expliqué dans un communiqué de presse de Cornell:
"Le point principal du travail était de créer une carte à l'usage de la communauté scientifique ... Nous mesurons l'élévation d'une surface liquide sur un autre corps à 10 unités astronomiques du soleil avec une précision d'environ 40 centimètres. Parce que nous avons une précision incroyable, nous avons pu voir qu'entre ces deux mers, l'altitude variait doucement d'environ 11 mètres, par rapport au centre de masse de Titan, conformément au changement attendu du potentiel gravitationnel. Nous mesurons le géoïde de Titan. C’est la forme que prendrait la surface sous l’influence de la gravité et de la rotation uniquement, qui est la même forme qui domine les océans de la Terre. »
Pour l’avenir, cette carte jouera un rôle important lorsqu’il s’agira de scientifiques cherchant à modéliser le climat de Titan, à étudier sa forme, sa gravité et sa morphologie de surface. En outre, il sera particulièrement utile pour ceux qui cherchent à tester des modèles intérieurs de Titan, ce qui est fondamental pour déterminer si la lune pourrait abriter la vie. Tout comme Europa et Encelade, on pense que Titan a un océan d'eau liquide et des évents hydrothermaux à sa frontière noyau-manteau.
La deuxième étude, qui a également utilisé la nouvelle carte topographique, était basée sur les données radar de Cassini qui ont été obtenues jusqu'à quelques mois seulement avant que le vaisseau spatial ne brûle dans l'atmosphère de Saturne. En utilisant ces données, le professeur adjoint Hayes et son équipe ont déterminé que les mers de Titan suivent une élévation constante par rapport à l'attraction gravitationnelle de Titan. Fondamentalement, ils ont découvert que Titan a un niveau de la mer, un peu comme la Terre. Comme Hayes l'a expliqué:
"Nous mesurons l'élévation d'une surface liquide sur un autre corps à 10 unités astronomiques du soleil avec une précision d'environ 40 centimètres. C’est la forme que prendrait la surface sous l’influence de la gravité et de la rotation uniquement, qui est la même forme qui domine les océans de la Terre. »
Cette élévation commune est importante parce que les corps liquides sur Titan semblent être connectés par quelque chose ressemblant à un système aquifère. Tout comme la façon dont l'eau s'écoule sous terre à travers la roche poreuse et le gravier sur Terre, les hydrocarbures font la même chose sous la surface glacée de Titan. Cela garantit qu'il y a transfert entre de grandes masses d'eau et qu'elles partagent un niveau marin commun.
«Nous ne voyons aucun lac vide qui se trouve en dessous des lacs locaux remplis, car s'ils descendaient en dessous de ce niveau, ils seraient remplis eux-mêmes», a déclaré Hayes. "Cela suggère qu'il y a un écoulement dans le sous-sol et qu'ils communiquent entre eux. Cela nous indique également qu'il y a des hydrocarbures liquides stockés sur le sous-sol de Titan. "
Pendant ce temps, de plus petits lacs sur Titan apparaissent à des altitudes de plusieurs centaines de mètres au-dessus du niveau de la mer de Titan. Ce n'est pas différent de ce qui se passe sur Terre, où de grands lacs se trouvent souvent à des altitudes plus élevées. Ceux-ci sont connus sous le nom de «lacs alpins», et certains exemples bien connus incluent le lac Titicaca dans les Andes, le lac Léman dans les Alpes et le lac Paradise dans les Rocheuses.
Enfin, l’étude a également révélé que la grande majorité des lacs de Titan se trouvent dans des dépressions aux arêtes vives entourées de hautes crêtes, dont certaines ont des centaines de mètres de haut. Ici aussi, il y a une ressemblance avec des caractéristiques sur Terre - comme les Everglades de Floride - où le matériau sous-jacent se dissout et provoque l'effondrement de la surface, formant des trous dans le sol.
La forme de ces lacs indique qu'ils peuvent s'étendre à un rythme constant, un processus connu sous le nom de retraite uniforme des escarpements. En fait, le plus grand lac du sud - Ontario Lacus - ressemble à une série de petits lacs vides qui ont fusionné pour former une seule entité. Ce processus est apparemment dû aux changements saisonniers, où l'automne dans l'hémisphère sud entraîne une évaporation accrue.
Alors que le Cassini mission n’explore plus le système de Saturne, les données qu’elle a accumulées au cours de sa mission pluriannuelle portent encore leurs fruits. Entre ces dernières études, et les nombreuses autres qui suivront, les scientifiques sont susceptibles d'en révéler beaucoup plus sur cette mystérieuse lune et les forces qui la façonnent!
