TITAN (SATELLITE): CARACTÉRISTIQUES, COMPOSITION, ORBITE, MOUVEMENT - ARTE - 2025

Titan est l'un des satellites de la planète Saturne et le plus grand de tous. Sa surface est glacée, elle est plus grande que Mercure et elle possède l'atmosphère la plus dense de tous les satellites du système solaire.

Depuis la Terre, Titan est visible à l'aide de jumelles ou de télescopes. C'est Christian Huygens (1629-1695), un astronome néerlandais, qui, en 1655, repéra pour la première fois le satellite avec un télescope. Huygens ne l'appelait pas Titan, mais simplement Luna Saturni, qui signifie «lune de Saturne» en latin.

Figure 1. Titan en orbite autour de Saturne. Image de la sont Cassini. Source: NASA.

Le nom Titan, dérivé de la mythologie grecque, a été proposé par John Herschel (1792-1871), fils de William Herschel, au milieu du XIXe siècle. Les Titans étaient les frères de Cronos, père de l'époque pour les Grecs, équivalent à Saturne des Romains.

Tant les missions spatiales effectuées au cours de la dernière moitié du XXe siècle que les observations du télescope spatial Hubble ont considérablement accru les connaissances sur ce satellite, qui est en soi un monde fascinant.

Pour commencer, sur Titan, il existe des phénomènes météorologiques similaires à ceux de la Terre, tels que les vents, l'évaporation et la pluie. Mais avec une différence fondamentale: sur Titan, le méthane y joue un rôle important, puisque cette substance fait partie de l'atmosphère et de la surface.

De plus, parce que son axe de rotation est incliné, Titan apprécie les saisons, bien que la durée soit différente de celles de la Terre.

Pour cela et aussi parce qu'il a sa propre atmosphère et sa grande taille, Titan est parfois décrit comme une planète miniature et les scientifiques se sont attachés à mieux la connaître, à savoir si elle abrite ou est capable d'héberger la vie.

Caractéristiques générales

Taille

Titan est le deuxième plus grand satellite, juste derrière Ganymède, l'énorme lune de Jupiter. En taille, il est plus grand que Mercure, puisque la petite planète mesure 4879,4 km de diamètre et Titan 5149,5 km de diamètre.

Figure 2. Comparaison des tailles entre la Terre, la Lune et Titan, en bas à gauche. Source: Wikimedia Commons. Apollo 17 Image de la Terre entière: Image télescopique de la NASA de la pleine lune: Gregory H. Revera Image de Titan: NASA / JPL / Space Science Institute / Domaine public

Cependant, Titan a un grand pourcentage de glace dans sa composition. Les scientifiques le savent grâce à sa densité.

Densité

Pour calculer la densité d'un corps, il est nécessaire de connaître à la fois sa masse et son volume. La masse de Titan peut être déterminée par la troisième loi de Kepler, ainsi que par les données fournies par les missions spatiales.

La densité de Titan s'avère être de 1,9 g / cm ³, bien en dessous de celle des planètes rocheuses. Cela signifie seulement que Titan a un grand pourcentage de glace - pas seulement de l'eau, la glace peut être d'autres substances - dans sa composition.

Atmosphère

Le satellite a une atmosphère dense, ce qui est rare dans le système solaire. Cette atmosphère contient du méthane, mais le principal composant est l'azote, tout comme l'atmosphère terrestre.

Il ne contient pas d'eau ni de dioxyde de carbone, mais il y a d'autres hydrocarbures présents, car la lumière du soleil réagit avec le méthane, donnant naissance à d'autres composés tels que l'acétylène et l'éthane.

Pas de champ magnétique

Quant au magnétisme, Titan n'a pas son propre champ magnétique. Parce qu'il se trouve au bord des ceintures de rayonnement de Saturne, de nombreuses particules hautement énergétiques atteignent encore la surface de Titan et y fragmentent des molécules.

Un voyageur hypothétique arrivant sur Titan trouverait une température de surface de l'ordre de -179,5 ºC et une pression atmosphérique peut-être inconfortable: une fois et demie la valeur de la pression terrestre au niveau de la mer.

Pluie

Sur Titan, il pleut, car le méthane se condense dans l'atmosphère, bien que cette pluie n'atteigne souvent pas le sol, car elle s'évapore en partie avant de l'atteindre.

Résumé des principales caractéristiques physiques de Titan

Composition

Les planétologues déduisent de la densité de Titan, qui est à peu près le double de celle de l'eau, que le satellite est à moitié roche et moitié glace.

Les roches contiennent du fer et des silicates, tandis que la glace n'est pas uniquement de l'eau, bien que sous la couche gelée de la croûte se trouve un mélange d'eau et d'ammoniac. Il y a de l'oxygène sur Titan, mais lié à l'eau dans le sous-sol.

À l'intérieur de Titan, tout comme sur Terre et dans d'autres corps du système solaire, il y a des éléments radioactifs qui produisent de la chaleur lorsqu'ils se désintègrent en d'autres éléments.

Il est important de noter que la température sur Titan est proche du point triple du méthane, ce qui indique que ce composé peut exister sous forme solide, liquide ou gazeuse, jouant le même rôle que l'eau sur Terre.

Cela a été confirmé par la sonde Cassini, qui a réussi à descendre à la surface du satellite, où elle a trouvé des échantillons de l'évaporation de ce composé. Il a également détecté des régions dans lesquelles les ondes radio sont faiblement réfléchies, de la même manière qu'elles se reflètent dans les lacs et les océans de la Terre.

Ces zones sombres dans les images radio suggèrent la présence de corps de méthane liquide, entre 3 et 70 km de large, bien que davantage de preuves soient nécessaires pour étayer définitivement le fait.

L'atmosphère sur Titan

L'astronome néerlandais Gerard Kuiper (1905-1973) a confirmé en 1944 que Titan avait sa propre atmosphère, grâce à laquelle le satellite avait la couleur brun-orange caractéristique que l'on peut voir sur les images.

Plus tard, grâce aux données envoyées par la mission Voyager au début des années 1980, il a été constaté que cette atmosphère est assez dense, bien qu'elle reçoive moins de rayonnement solaire en raison de la distance.

Il comporte également une couche de smog, qui émousse la surface et dans laquelle se trouvent des particules d'hydrocarbures en suspension.

Dans la haute atmosphère de Titan, des vents allant jusqu'à 400 km / h se développent, bien qu'en approchant de la surface le panorama est un peu plus serein.

Gaz atmosphériques

En ce qui concerne sa composition, les gaz atmosphériques sont constitués de 94% d'azote et 1,6% de méthane. Le reste des composants sont des hydrocarbures. C'est la caractéristique la plus caractéristique, car à part l'atmosphère terrestre, aucun autre élément du système solaire ne contient d'azote en une telle quantité.

Le méthane est un gaz à effet de serre dont la présence empêche la température de Titan de baisser davantage. Cependant, la couche la plus externe, constituée de gaz largement dispersés, est réfléchissante et neutralise l'effet de serre.

Les hydrocarbures

Parmi les hydrocarbures observés sur Titan, l'acrylonitrile est frappant, à une concentration allant jusqu'à 2,8 parties par million (ppm), détectée par des techniques spectroscopiques.

C'est un composé largement utilisé dans la fabrication de plastiques et, selon les scientifiques, est capable de créer des structures similaires aux membranes cellulaires.

Bien que l'acrylonitrile ait été initialement détecté dans les couches supérieures de l'atmosphère de Titan, on pense qu'il pourrait bien atteindre la surface, se condensant dans les couches atmosphériques inférieures puis tombant sous la pluie.

Outre l'acrylonitrile, sur Titan, il y a des tholins ou des tholins, des composés curieux de nature organique qui apparaissent lorsque la lumière ultraviolette fragmente le méthane et sépare les molécules d'azote.

Le résultat est ces composés plus complexes qui auraient existé sur la Terre primitive. Ils ont été détectés sur des mondes glacés au-delà de la ceinture d'astéroïdes et les chercheurs sont capables de les produire en laboratoire.

De telles découvertes sont très intéressantes, bien que les conditions du satellite ne soient pas adaptées à la vie terrestre, notamment en raison des températures extrêmes.

Comment observer Titan

Titan est visible de la Terre comme un petit point de lumière autour du géant Saturne, mais l'aide d'instruments tels que des jumelles ou des télescopes est nécessaire.

Même ainsi, il n'est pas possible de remarquer beaucoup de détails, car Titan ne brille pas autant que les satellites galiléens (les grands satellites de Jupiter).

De plus, la grande taille et la luminosité de Saturne peuvent parfois masquer la présence du satellite, il est donc nécessaire de rechercher les moments de plus grande distance entre les deux pour distinguer le satellite.

Orbite

Titan prend presque 16 jours pour tourner autour de Saturne et une telle rotation est synchrone avec la planète, ce qui signifie qu'elle montre toujours le même visage.

Ce phénomène est très courant parmi les satellites du système solaire. Notre Lune, par exemple, est également en rotation synchrone avec la Terre.

Figure 3. L'orbite de Titan surlignée en rouge, ainsi que celle des principaux satellites de Saturne: Hyperion et Iapetus sont les plus externes de Titan, tandis que les plus internes sont, dans l'ordre: Rhea, Dione, Tethys, Enceladus et Mimas. Source: Wikimedia Commons. ! Original: Tas de gravats Vecteur: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Cela est dû aux forces de marée, qui non seulement soulèvent les masses liquides, ce qui est l'effet le plus apprécié sur Terre. Ils sont également capables de soulever la croûte et de déformer les planètes et les satellites.

Les forces de marée ralentissent progressivement la vitesse du satellite jusqu'à ce que la vitesse orbitale soit égale à la vitesse de rotation.

Mouvement rotatoire

La rotation synchrone de Titan signifie que sa période de rotation autour de son axe est la même que la période orbitale, soit environ 16 jours.

Il y a des stations sur Titan à cause de l'inclinaison de l'axe de rotation à 26 ° de l'écliptique. Mais contrairement à la Terre, chacun durerait environ 7,4 ans.

En 2006, la sonde Cassini a rapporté des images montrant de la pluie (du méthane) sur le pôle nord de Titan, un événement qui marquerait le début de l'été dans l'hémisphère nord du satellite, où l'on pense que des lacs de méthane existent.

Les pluies feraient grossir les lacs, tandis que ceux de l'hémisphère sud se tariraient sûrement à peu près au même moment.

Structure interne

Le diagramme ci-dessous montre la structure interne en couches de Titan, construite en mettant en commun les preuves recueillies à partir des observations de la Terre et de celles des missions Voyager et Cassini:

-Noyau composé d'eau et de silicates, bien que la possibilité d'un noyau rocheux plus interne, à base de silicates, soit également gérée.

-Diverses couches de glace et d'eau liquide avec de l'ammoniaque

-Croûte de glace la plus externe.

Figure 4. Structure interne de Titan, selon des modèles théoriques. Source: Wikimedia Commons. Kelvinsong / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Le diagramme montre également la couche atmosphérique dense qui recouvre la surface, dans laquelle se détache la couche de composés organiques de type tholin mentionnée ci-dessus, et enfin une couche de smog plus externe et ténue.

géologie

La sonde Cassini, qui a atterri sur Titan en 2005, a étudié le satellite à l'aide de caméras infrarouges et d'un radar, capables de pénétrer dans l'atmosphère dense. Les images montrent une géologie variée.

Bien que Titan se soit formé avec le reste des membres du système solaire il y a un peu plus de 4,5 milliards d'années, sa surface est beaucoup plus récente, environ 100 millions d'années selon les estimations. Cela est possible grâce à une grande activité géologique.

Les images révèlent des collines glacées et des surfaces lisses de couleur plus foncée.

Il y a peu de cratères, car l'activité géologique les efface peu de temps après leur formation. Certains scientifiques ont déclaré que la surface de Titan est similaire au désert de l'Arizona, bien que la glace remplace la roche.

Des crêtes de glace légèrement arrondies ont été trouvées sur le site de la descente de la sonde, comme si un fluide les avait façonnées il y a longtemps.

Il y a aussi des collines bordées de canaux en pente douce vers la plaine et les lacs de méthane décrits ci-dessus, ainsi que des îles. Ces lacs sont les premiers corps liquides stables trouvés dans un endroit en dehors de la Terre elle-même et sont situés près des pôles.

Figure 5. Image de Titan prise par la sonde Huygens à 10 km d'altitude. Source: ESA / NASA / JPL / Université de l'Arizona / Domaine public.

Le relief en général n'est pas très marqué sur Titan. Les plus hautes montagnes atteignent environ un ou deux kilomètres de haut, selon les données altimétriques.

En plus de ces caractéristiques, sur Titan, il y a des dunes causées par les marées, qui à leur tour génèrent des vents violents à la surface du satellite.

En fait, tous ces phénomènes se produisent sur Terre, mais d'une manière très différente, puisque sur Titan le méthane a remplacé l'eau, et il est aussi beaucoup plus éloigné du Soleil.

Références

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