La surface de Titan vue dans l'infrarouge par la sonde Cassini
Publié par Adrien le 07/12/2018 à 08:00
Source: CNRS-INSU
Titan, le plus gros satellite de Saturne, a été survolé 127 fois par la sonde Cassini entre 2004 et 2017. Une équipe internationale a compilé l'ensemble des données du spectromètre imageur VIMS pour créer une carte globale de la surface dans l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible...), montrant la diversité géologique des terrains. Une vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur...) synthétique en illustre les principales caractéristiques, des champs de dunes équatoriaux aux cratères d'impact, jusqu'au site d'atterrissage (L’atterrissage désigne, au sens étymologique, le fait de rejoindre la terre ferme. Le terme recouvre cependant des notions différentes...) du module Huygens.


Visuel: Vue globale de Titan (Cliquez sur l'image pour une description) dans l'infrarouge par 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...) 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...) (©NASA/JPL/Univ. Arizona/CNRS/LPG)
13 années d'observations effectuées par le 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 de molécules par exemple en...) imageur VIMS de la sonde Cassini ont été combinées pour produire une carte globale de la 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...) de Titan en fausses couleurs. L'intérêt de l'instrument VIMS, qui enregistre des images de 64x64 pixels dans 352 longueurs d'ondes, est de pouvoir observer à travers la brume atmosphérique dans plusieurs "fenêtres" infrarouges où le méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à l'état naturel et qui est produit par des organismes vivants. Il...) est en partie transparent, donnant ainsi accès à la surface. Générer des cartes homogènes s'est montré une tâche particulièrement ardue, en raison notamment des effets de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) qui diffuse et absorbe fortement la 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 780nm...), effets couplés à la géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le XVIIIe siècle, les figures d'autres types...) d'observation (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 appropriés. Le plaisir procuré explique la très...) toujours changeante d'un survol à l'autre, ainsi qu'aux variations temporelles durant les 13 années d'observation (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 appropriés....). Il a d'abord fallu trier et calibrer précisément l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) des images brutes, puis essayer de réduire l'influence de l'atmosphère, avant d'obtenir ces cartes globales de la surface à différentes longueurs d'ondes.

Combiner les observations entre elles permet ensuite de mettre en évidence la diversité géologique et de révéler les principales unités en terme de composition, et ce à l'échelle globale. La technique des rapports de bandes, où l'on divise une image prise à une longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) par une image prise dans une autre longueur d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans...), s'est révélée particulièrement efficace pour mettre en évidence les variations de composition.

Dans la vidéo synthétique ci-dessous, montrant la surface de Titan en fausses couleurs, une large zone apparaît en marron au niveau de l'équateur tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) 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...) du satellite (Satellite peut faire référence à :). Cette zone correspond à d'immenses champs de dunes lorsqu'on la compare localement aux images du 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...) de Cassini (qui ne couvrent que les deux tiers de la surface). D'autres régions bleutées apparaissent sur cette nouvelle carte, traduisant la présence de terrains de composition différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité...), pouvant s'expliquer par un enrichissement local en 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.) ou bien en composés organiques. Les cratères Sinlap ou Menrva, que l'on voit dans la vidéo, en sont de bons exemples. L'intégration de l'ensemble du jeu de 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.) VIMS dans une carte synthétique permet une comparaison plus fine avec les autres observations, comme celles du Radar de la sonde Cassini, ou bien avec les images prises par le module Huygens lors de son atterrissage, comme on peut également le voir à la fin de la vidéo.

Lors du processus d'analyse des données (L’analyse des données est un sous domaine des statistiques qui se préoccupe de la description de données conjointes. On cherche par ces méthodes à...), des outils de prévisualisation de chaque observation spectrale individuelle ont été mis en place. Chacun peut maintenant facilement accéder en quelques clics à la beauté des images infrarouges de Titan (et des autres satellites de glace) à l'aide de ce site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le World Wide Web reposant sur Internet.). Cassini nous a révélé toute la richesse géologique de Titan, le seul corps en dehors de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...) à avoir des pluies, des rivières, des mers (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.), formés par des hydrocarbures à 180°C, et non de l'eau. Tout ce que nous avons appris nous donne fortement l'envie d'y retourner avec de nouveaux moyens d'investigation.

Vidéo de la surface de Titan

Le LPG etait responsable de l'implémentation des observations VIMS de Titan (Co-I Christophe Sotin et associate investigator Stephane Le Mouelic) avec un support financier du CNES.
Page générée en 0.202 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique