Ils écrivent l’histoire de Titan

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février 2009
Sur Mars, les plateaux du canyon de Candor culminent à 6 km ! Cette vue a été créée à partir des données de Mars Express (ci-dessus). Les zones bleues indiquent des traces de minéraux qui se sont formés en présence d’eau.
© Esa-Mex-Omega-HRSC-LPGN

Des physiciens scrutent l’atmosphère de Titan. Le méthane à l’intérieur serait plus vieux qu’on ne le pense.

L’histoire de Titan pourrait-elle se  lire dans son atmosphère ? Daniel Cordier, physicien à l’Institut de physique de Rennes(1), étudie de près la couche de gaz qui entoure le plus grand satellite de Saturne. Il a publié en décembre dernier une étude sur le passé de cet astre(2). « Avec la Terre, Titan est l’un des seuls corps du système solaire à avoir une atmosphère épaisse, explique-t-il. Cette atmosphère contient près de 5% de méthane au plus proche de la surface. D’ailleurs, ce gaz joue un peu le rôle de l’eau sur Terre. Des hypothèses envisagent même des pluies de méthane. »

Le Soleil ne suffit pas

Le méthane qui entoure Titan a cela de particulier qu’il est riche en deutérium, un isotope de l’hydrogène. C’est ce que Daniel Cordier et Olivier Mousis, spécialiste de Titan à l’Observatoire des sciences de l’Univers de Besançon, ont pu constater sur les mesures rapportées par la sonde Cassini, en 2005. «L’abondance de deutérium dépend des phénomènes chimiques que Titan a subis dans son passé. Le point de comparaison, c’est ce que l’on mesure dans le Soleil, qui n’a pas changé depuis la formation du système solaire.» Les mesures de Cassini révèlent un taux cinq fois supérieur à ce point de repère ! Des hypothèses avaient déjà été émises à la fin des années90, s’appuyant sur des données moins précises. Elles voulaient que les molécules de méthane les moins riches en deutérium soient détruites plus rapidement par les rayons du Soleil, augmentant ainsi naturellement la proportion de molécules riches. « Nous avons montré au contraire que l’action du Soleil sur l’atmosphère ne suffisait pas à expliquer ce “surplus” de deutérium. »

Tout un scénario à revoir

L’explication viendrait d’en dessous la glace. Comme le méthane se détruit rapidement, des planétologues, parmi lesquels Olivier Mousis, ont supposé qu’il existait une grande réserve cachée sous la croûte de glace du satellite, qui alimenterait l’atmosphère par des phénomènes de dégazage comme du volcanisme froid. « Notre version c’est que cette réserve, constituée à la formation de Titan, contient du méthane déjà enrichi, affirme Daniel Cordier. Il se serait constitué avant la formation du système solaire dans le milieu interstellaire de notre galaxie et aurait été emprisonné dans la glace lors de la formation de Titan ! C’est tout le scénario de cette formation qui est en jeu. » Dans les années à venir, le physicien rennais espère étudier des réactions chimiques qui se passent sous la surface du satellite, afin d’éprouver ce scénario. Titan n’a pas dit son dernier mot.

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Céline DUGUEY

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