Grâce à la mission Cassini et à la sonde Huygens, nous avons entrevu un monde humide lorsque la science a jeté un œil à la lune de Saturne, Titan. Bien que la composition chimique soit différente de la nôtre, Titan a toujours des caractéristiques similaires telles que les nuages, le brouillard, la pluie et même les lacs. Cependant, l'origine de ces fonctionnalités n'a pas vraiment été bien expliquée jusqu'à présent.
Des chercheurs du California Institute of Technology (Caltech) ont travaillé d'arrache-pied pour créer un programme informatique basé sur les observations de l'imagerie et du radar de Cassini qui pourrait aider à expliquer les conditions météorologiques de Titan et les dépôts de surface liquides. Une bizarrerie majeure a été découverte en 2009 quand Oded Aharonson, professeur de science planétaire à Caltech, et son équipe ont confirmé que les lacs de Titan semblaient être rassemblés autour de ses pôles - plus principalement dans l'hémisphère nord que dans le sud - mais ce n'est pas la seule curiosité. Les zones autour de l'équateur étaient soupçonnées d'être sèches, mais la sonde Huygens a révélé des zones de ruissellement et quatre ans plus tard, les chercheurs ont observé un système de tempête fournissant de l'humidité. Besoin de plus? Découvrez ensuite les nuages observés par les télescopes au sol… Ils se rassemblent autour des latitudes moyennes et hautes du sud pendant la saison estivale de l'hémisphère sud de Titan.
«Nous pouvons regarder pendant des années et voir presque rien ne se passe. Ce sont de mauvaises nouvelles pour les gens qui essaient de comprendre le cycle météorologique de Titan, car non seulement les choses se produisent rarement, mais nous avons tendance à les manquer quand elles se produisent, car personne ne veut perdre du temps sur de grands télescopes - dont vous avez besoin pour étudier où les nuages et ce qui leur arrive - regarder des choses qui ne se produisent pas », explique Mike Brown du California Institute of Technology (Caltech).
Sûr. Les chercheurs ont travaillé dur pour créer des modèles qui pourraient expliquer ces caractéristiques météorologiques exotiques, mais de telles explications impliquent des théories de sortie, telles que les volcans cryogéniques qui expulsent la vapeur de méthane pour provoquer des nuages. Cependant, les derniers rendus informatiques sont beaucoup plus basiques - les principes de la circulation atmosphérique. «Nous avons une explication unifiée pour bon nombre des caractéristiques observées», explique Tapio Schneider, professeur Frank J. Gilloon de sciences et d'ingénierie de l'environnement. "Il ne nécessite pas de cryovolcans ni rien d’ésotérique." Schneider, avec Sonja Graves, étudiante diplômée de Caltech, Emily Schaller (PhD ’08), ancienne étudiante diplômée de Caltech, et Mike Brown, professeur Richard et Barbara Rosenberg et professeur d’astronomie planétaire, ont publié leurs résultats dans le numéro du 5 janvier de la revue. La nature.
Pourquoi cet ensemble de données est-il différent de ses prédécesseurs? Selon le Schneider, ces nouvelles simulations ont pu reproduire des configurations de nuages qui correspondent aux observations factuelles - jusqu'à la distribution des lacs. «Le méthane a tendance à s'accumuler dans les lacs autour des pôles car la lumière du soleil y est plus faible en moyenne», explique-t-il. "L'énergie du soleil évapore normalement le méthane liquide à la surface, mais comme il y a généralement moins de soleil aux pôles, il est plus facile pour le méthane liquide de s'accumuler dans les lacs." Parce que Titan a une orbite allongée, il est un peu plus éloigné pendant l'été de l'hémisphère nord, ce qui permet une saison des pluies plus longue et donc une plus forte accumulation de lacs.
Et les tempêtes? Près de l'équateur, Titan n'est pas très excitant - ou n'est-ce pas? À l'origine, il était théorisé que la région ressemblait presque à un désert. C’est pourquoi lorsque la sonde Huygens a découvert des signes de ruissellement, il est devenu évident que les modèles existants pouvaient être erronés. Imaginez la surprise lorsque Schaller, Brown, Schneider et le post-doctorant Henry Roe ont découvert des tempêtes dans cette région soi-disant aride en 2009! Personne n'a pu le comprendre et les programmes n'ont fait que prédire une bruine. Avec le nouveau modèle, de fortes pluies sont devenues une possibilité. «Il pleut très rarement aux basses latitudes», explique Schneider. "Mais quand il pleut, il pleut."
Alors, qu'est-ce qui rend le nouveau modèle d'ordinateur météo Titan encore plus unique? Cette fois, il fonctionne pendant 135 années Titan et relie les lacs de méthane - et la façon dont le méthane est distribué - à son atmosphère. Selon la recherche, cela correspond aux observations météorologiques actuelles de Titan et aidera à prédire ce qui pourrait être vu dans les années à venir. Faire des prédictions testables est «une opportunité rare et belle dans les sciences planétaires», explique Schneider. "Dans quelques années, nous saurons à quel point ils ont raison ou tort."
"Ce n'est qu'un début", ajoute-t-il. "Nous avons maintenant un outil pour faire de la nouvelle science, et nous pouvons et allons faire beaucoup de choses."
Source de l'histoire originale: Communiqué de presse du California Institute of Technology. Pour en savoir plus: les scientifiques de Caltech découvrent les tempêtes sous les tropiques de Titan.
