Premières analyses du survol par la sonde Cassini de Japet
Publié par Michel le 10/10/2007 à 00:00
Source: NASA / ESA
Illustrations: NASA/JPL/Space Science Institute
Le 10 septembre dernier, la sonde Cassini effectuait un survol rapproché de Japet, une des plus étranges lunes de Saturne (voir notre news). Les scientifiques ont commencé l'analyse des nombreuses données acquises pendant ce survol. Japet a un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de ce...) de 1436 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans...).


La face ("arrière") lumineuse de Japet en fausses couleurs
On distingue un vaste bassin d'impact de 450 km de large
ainsi que la zone de transition avec la face sombre (sur la droite)
Date: 10 septembre 2007 ; distance de Cassini (La mission Cassini-Huygens est une mission spatiale automatique réalisée en collaboration par le Jet Propulsion Laboratory (JPL), l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale italienne (ASI). Son...): 73 000 km environ (mosaïque);
résolution: 426 mètres par pixel (Le pixel, souvent abrégé px, est une unité de surface permettant de mesurer une image numérique. Son nom provient de la locution anglaise picture element, qui signifie...).
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Japet semble être le siège d'un curieux phénomène de "partitionnement thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de...) en cascade" assurant le transfert de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) vaporisée depuis les régions sombres vers les régions plus claires. Ce modèle pourrait expliquer certains points de l'aspect étrange et du contraste spectaculaire de la lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La...), révélés avec un rare détail dans les images collectées pendant le récent survol de la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela couvre à la fois les...) Cassini.

Les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...) infrarouges confirment que la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de...) sombre est suffisamment chaude (approximativement -146°C ou 127 kelvins) pour permettre une libération très lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) de vapeur () depuis la glace d'eau. Ce processus est sans doute un facteur essentiel de la localisation si nette (Le terme Nette est un nom vernaculaire attribué en français à plusieurs espèces de canards reconnaissablent à leurs calottes. Le terme est un emprunt au grec ancien...) des frontières entre les zones de luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à...).

Une face sombre, une face claire

"La face avant de Japet sur son orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco, Megatriorchis,...) de Saturne (1) est assombrie par un processus encore mystérieux," indique John Spencer, scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur...) de l'équipe responsable du spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité observée — un faisceau lumineux en spectroscopie, ou bien un mélange...) infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière...) de la sonde. A l'aide des divers instruments de Cassini, les scientifiques tentent de rassembler les morceaux d'une histoire complexe afin d'expliquer l'apparence de Japet, mais comment expliquer l'origine de cette matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre) désigne la matière apparemment indétectable, invoquée pour rendre compte d'effets inattendus, notamment au sujet des galaxies....). Est-elle native ou provient-elle de l'extérieur? Il a longtemps été supposé que ce matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base...) provenait d'autres lunes gravitant à une distance beaucoup plus grande de Saturne dans une direction opposée à Japet.

Les scientifiques seraient maintenant plutôt enclins à penser que le processus obscurcissant a pu effectivement débuter de cette manière, mais que des phénomènes thermiques ont par la suite intensifié le contraste comme nous le voyons aujourd'hui.

"Il est intéressant de considérer qu'une idée vieille de plus de 30 ans puisse encore aider à expliquer la différence de luminosité sur Japet," note Tilmann Denk, scientifique de l'équipe imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par impression...) de Cassini. "Des matières poussiéreuses s'enroulent en spirale (En mathématiques, une spirale est une courbe qui commence en un point central puis s'en éloigne de plus en plus, en même temps qu'elle tourne autour.) depuis les lunes externes et frappent Japet de plein fouet, ce qui donne à sa face avant un aspect légèrement différent du reste".

A partir du moment où la face avant est plus sombre, même légèrement, le partitionnement thermique peut s'enclencher rapidement. Une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec...) foncée absorbe plus de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à...) solaire et se réchauffe, explique Spencer, et la glace d'eau à la surface s'évapore. La vapeur d'eau se condense ensuite sur la zone froide la plus proche, comme l'un ou l'autre des pôles de Japet et probablement aussi des secteurs glacés lumineux aux latitudes inférieures sur la face "arrière" de la lune. Ainsi la substance foncée perd sa glace de surface et s'assombrit davantage, et la substance plus claire accumule de la glace et devient encore plus lumineuse, dans un phénomène en cascade. Selon les scientifiques, c'est ce qui expliquerait pourquoi il n'y a pratiquement aucune nuance de gris sur Japet. On n'y observe que du très noir, ou du blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu, d'où l'image que l'on en donne...).

Les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) ultraviolettes montrent qu'il existe également une composante non glacée dans les régions lumineuses et claires de Japet. L'analyse spectroscopique devrait permettre d'indiquer si la composition des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) de la face sombre est identique à celle des régions sombres de la face claire.

"Les données dans l'ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde intermédiaire entre celle de la lumière visible et celle des rayons X.) nous permettent de distinguer les zones où la glace d'eau est présente de celles où elle ne l'est pas", explique Amanda Hendrix, scientifique de l'équipe du spectrographe ultraviolet au JPL. "A première vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.), les deux types de surface ne semblent pas être présentes selon la configuration que nous avions prévue, ce qui est très intéressant,"

En raison de la présence de cratères très petits qui excavent la glace lumineuse du dessous, les scientifiques pensent également que les couches sombres sont peu épaisses, un résultat conforme aux précédentes analyses radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la pluie. Un émetteur envoie des ondes radio, qui sont...) effectuées par Cassini. Mais localement, certains secteurs locaux peuvent être plus épais. Le matériau sombre semble se situer en surface sur la région lumineuse, conformant ainsi l'idée qu'il s'agit d'un résidu laissé par la glace d'eau sublimée.

Japet, coquille de noix

Le voile sur d'autres mystères se lève également peu à peu. De nombreuses données sur la crête montagneuse de Japet qui lui donne son aspect de coquille de noix ont été recueillies. A certains endroits elle semble atténuée. Mais pourquoi cette chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) ne fait-elle pas entièrement le tour de la lune ? A-t-elle été partiellement détruite après sa formation, ou ne s'est-elle jamais étendue tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) autour de Japet ?


Japet lors de l'approche da Cassini ; en fausses couleurs.
Cette vue en croissant met en valeur la crête montagneuse ainsi
que le spectaculaire contraste de luminosité entre les régions.
Date: 10 septembre 2007 ; distance de Cassini: 83 000 km environ (mosaïque);
résolution: 489 mètres par pixel.
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Les scientifiques ont éliminé l'hypothèse d'un relief (Le relief est la différence de hauteur entre deux points. Néanmoins, ce mot est souvent employé pour caractériser la forme de la surface de la Terre.) jeune parce qu'il est parsemé de cratères, ce qui révèle son ancienneté. Et la crête paraît trop solide et cohérente pour être le vestige d'un anneau équatorial autour de la lune qui se serait effondré à la surface. Cette théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur l’observation ou...) ne pourrait pas expliquer les structures tectoniques apparaissant dans les nouvelles images en haute résolution


+ de nouvelles images sur le survol du 10 septembre 2007.

Note:
(1) Rappelons que, comme la grande majorité des lunes du Système Solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système...), Japet présente toujours le même hémisphère face à Saturne. En conséquence, une même région est également toujours orientée dans le "sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du vieillissement, suivi de son...) de la marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un mode de locomotion naturel. Il consiste en un déplacement en appui alternatif...)" de Japet le long de son orbite. Nous l'appelons ici "face avant".


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