Notes sur le système solaire externe: Titan, Notes de Astronomie
Caroline_lez
Caroline_lez10 January 2014

Notes sur le système solaire externe: Titan, Notes de Astronomie

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Notes d'astronomie sur le système solaire externe: Titan. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Titan, la surface de Titan, la sonde Cassini.
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Le plus grand satellite de Saturne, Titan, fut découvert par l'astronome hollandais Christiaan

Huygens en 1655. Son diamètre est de 5150 kilomètres, ce qui en fait le deuxième plus gros

satellite du système solaire, juste après Ganymède, et le place même devant Mercure et Pluton.

Sa révolution autour de Saturne et sa rotation ont une période identique, d'une valeur de 15

jours et 23 heures terrestres. Titan présente donc toujours la même face à Saturne, comme

notre propre Lune.

Une image de Titan prise par la sonde Cassini en juillet 2004. Le satellite présente son aspect familier

orange en lumière visible, mais un filtre ultraviolet a également été utilisé pour faire apparaître de

minces couches de brume stratosphériques (ici en pourpre). Crédit : NASA/JPL/Space Science

Institute

Les premières images rapprochées de Titan furent obtenues par la sonde Voyager 1 en 1980.

Elles révélèrent une atmosphère orangée, uniforme et impénétrable, en raison de couches

stratosphériques opaques à la lumière visible. L'analyse spectrale a montré que cette

atmosphère est principalement composée d'azote (comme la Terre), avec quelques pour cent de

méthane et d'argon. On trouve également des traces d'autres composés comme par exemple

l'éthane, le cyanure d'hydrogène ou le monoxyde de carbone, sous forme de gaz ou d'aérosols

(minuscules particules solides) Ces composés se forment probablement à partir du méthane de

la haute atmosphère et pourraient donner lieu à des brouillards épais et à des précipitations.

Notons encore que la surface de Titan présente une température de -178 degrés Celsius et une

pression de 1,5 bars.

Une vue de Titan en fausses couleurs construite à partir d'images prises par Cassini en avril 2005 en

lumière visible et infrarouge. Le vert représente des régions où Cassini est capable d'observer la

surface elle-même, le bleu montre la haute atmosphère et le rouge indique des régions

stratosphériques où le méthane absorbe la lumière du Soleil. Crédit : NASA/JPL/Space Science

Institute

Il est possible d'étudier la surface de Titan en l'observant dans certaines longueurs d'onde du

domaine infrarouge où l'atmosphère est transparente. C'est par cette méthode que le télescope

spatial a pu obtenir des premières images en 1994, et mettre en évidence une région brillante

d'une taille d'environ 4000 kilomètres baptisée Xanadu.

Une vue de la surface de Titan prise en mai 2007 par la sonde Cassini à l'aide de son radar. La partie

sombre est une étendue liquide, profonde de plusieurs dizaines de mètres et probablement composée

de méthane et d'éthane. Le reste de l'image présente toutes les caractéristiques d'une région côtière,

avec des rivières, des baies et des îles. Crédit : NASA/JPL

Mais c'est bien sur avec l'arrivée de la sonde Cassini en 2004 qu'une étude approfondie a

commencé. Survol après survol, la sonde est en train de construire une image de plus en plus

précise de la surface de Titan. Elle a ainsi confirmé l'existence d'une région plus brillante, mais

aussi révélé des structures nouvelles, en particulier des stries d'origine inconnue.

La surface de Titan vue par l'atterrisseur Huygens à plusieurs étapes de sa descente vers la surface du

satellite. De haut en bas, l'altitude est de 150, 30 et 8 kilomètres, puis 1500 et 300 mètres. De

gauche à droite, la vue est vers l'ouest, le nord, l'est et le sud. Crédit : ESA/NASA/JPL/University of

Arizona

L'autre moyen d'étudier la surface de Titan est de s'y poser. C'est l'exploit accompli le 14 janvier

2005 par la sonde Huygens de l'ESA, après un long voyage de sept ans en compagnie de

Cassini. Lors de son arrivée, Huygens a dévoilé des paysages extraordinaires, façonnés par le

méthane, qui joue sur Titan un rôle équivalent à celui de l'eau sur Terre. Les images de la sonde

ont mis en évidence des zones sombres basses, peut-être des lacs desséchés, et des régions de

plateaux plus claires, parcourues par des chenaux de drainage. Le contact direct avec le sol a

quant à lui révélé un matériau de la consistance du sable, recouvert par une fine croûte plus

dure.

La surface de Titan photographiée par la sonde Huygens de l'agence spatiale européenne le 14 janvier

2005. Pour se donner une idée des ordres de grandeur, l'objet plat sous le centre de l'image et un peu

à gauche est situé à 85 centimètres et a un diamètre de 15 centimètres. La surface est composée d'un

mélange de glaces d'eau et d'hydrocarbures. On remarque également des traces d'érosion qui

pourraient s'expliquer par des écoulements de liquides. Crédit : NASA/JPL/University of Arizona

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