Japet (lune) - Définition
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Introduction
| Japet | |
|---|---|
| | |
| Caractéristiques orbitales | |
| Type | Satellite de Saturne |
| Demi-grand axe | 3 560 840 km |
| Apoapside | 3 661 612 km |
| Périapside | 3 460 068 km |
| Excentricité | 0,0283 |
| Période de révolution | 79,33 d |
| Inclinaison | 7,489° |
| Caractéristiques physiques | |
| Diamètre | 1 494,8×1 424,8 km |
| Masse | 1,805635±0,000375×1021 kg |
| Masse volumique moyenne | 1,0830±0,0066×103 kg/m³ |
| Gravité à la surface | 0,223 m/s² |
| Période de rotation | 79,33 d (Synchrone) |
| Albédo moyen | 0,6 |
| Température de surface | ? |
| Caractéristiques de l'atmosphère | |
| Pression atmosphérique | Aucune |
| Découverte | |
| Découveur | Cassini |
| Découverte | 25/10/1671 |
Japet, encore appelé Iapetus est un satellite naturel de Saturne, le troisième plus grand satellite de la planète par la taille. Il fut découvert en 1671 par Jean-Dominique Cassini.
Japet est principalement connu pour sa coloration, l'un de ses hémisphères étant particulièrement brillant tandis que l'autre est très sombre, mais la sonde Cassini a récemment dévoilé d'autres caractéristiques inhabituelles, comme une crête équatoriale qui court le long de la moitié du satellite.
Caractéristiques physiques
Dimensions
Les mesures actuelles du diamètre de Japet suivant trois axes donnent 1 494,2 × 1 498 × 1 425,2 km, avec un diamètre moyen de 1 472±2 km. Ces mesures pourraient cependant être imprécises à l'échelle du kilomètre car la totalité de la surface de la lune n'a pas été photographiée dans une résolution suffisamment élevée. À la différence de la plupart des satellites de taille comparable, Japet n'est ni sphérique, ni ellipsoïdal, mais possède un équateur protubérant et des pôles écrasés. De plus, la crête qui court le long de son équateur est tellement haute qu'elle déforme la forme de la lune, même à distance.
L'aplatissement de Japet correspondrait à une période de rotation de seulement de 10 heures, et non 79 jours comme observé. Il est possible que la forme de la lune ait été gelée par la formation d'une croûte épaisse peu après sa formation et que sa rotation ait été ralentie par la suite par les forces de marée de Saturne jusqu'à devenir synchrone.
Masse
La masse de Japet est estimée à 1,81×1021 kg. Avec un rayon moyen de 736 km, la masse volumique du satellite n'est que de 1,08×103 kg/m³, proche de celle de l'eau. Une masse volumique aussi faible, similaire à celle de Rhéa, indique que le satellite est principalement composé de glace et d'une faible quantité de matière rocheuse (environ 20 %).
Coloration
La différence de couleur entre les deux hémisphères de Japet est la caractéristique principale du satellite. L'hémisphère situé dans la direction du satellite, ainsi que ses côtés, sont très sombres (albédo compris entre 0,03 et 0,05) avec une légère coloration rouge-brune. L'hémisphère opposé à cette direction, ainsi que les pôles, sont très brillants (albédo de 0,5 à 0,6, presque aussi brillant qu'Europe). Ainsi, la magnitude apparente de l'hémisphère brillant atteint 10,2 et celle de l'hémisphère sombre de 11,9. Le motif de coloration est analogue à un symbole yin-yang sphérique ou aux deux sections d'une balle de tennis. La partie sombre est appelée Cassini Regio et la partie claire Roncevaux Terra.
En septembre 2007, la sonde Cassini a survolé Japet et a montré que les deux hémisphères sont fortement recouverts de cratères. À la limite entre Cassini Regio et Roncevaux Terra, la dichotomie entre les zones brillantes et sombres existe à très petite échelle, jusqu'à la limite de résolution de 30 m de l'appareil. Du matériau sombre recouvre les zones plates et du matériau clair est situé sur les pentes des cratères faisant face aux pôles, mais aucune nuance de gris n'est visible. Le matériau est une couche très fine, de quelques dizaines de centimètres par endroit selon le radar de Cassini et le fait que de petit impacts de météores l'ont traversé jusqu'à la glace sous-jacente.
On pense que le matériau sombre actuel provient d'un résidu de la sublimation de la glace d'eau de la surface de Japet, peut-être noirci par exposition à la lumière du Soleil. À cause de sa période de rotation de 79 jours (égale à sa période de révolution, et la plus longue du système saturnien), Japet possède les écarts de température de surface les plus importants entre le jour et la nuit, sans même prendre en compte les différences de couleurs. Près de l'équateur l'absorption de chaleur par le matériau sombre élève la température à 128 K le jour dans Cassini Regio, à comparer aux 113 K de Roncevaux Terra. La glace se sublime donc de préférence sur Cassini et précipite sur Roncevaux et les pôles. À l'échelle géologique des temps, toute la glace à découvert de Cassini a disparu vers Roncevaux, amplifiant encore le phénomène. On estime qu'aux températures actuelles, sur un milliard d'années, Cassini perd environ 20 m de glace par sublimation, tandis que Roncevaux n'en perd que 10 cm, sans même prendre en compte les transferts de glace entre les deux régions.
L'origine du phénomène serait cependant extérieure à Japet. On pense que le matériau sombre originel proviendrait de débris arrachés à de petites lunes rétrogrades par des impacts de météorites et agrégées sur l'hémisphère de Japet situé dans le sens de sa révolution autour de Saturne. Le plus grand réservoir de matériau serait Phœbé, la plus grande lune externe de Saturne. Bien que la composition de Phœbé soit plus proche de celle de l'hémisphère brillant de Japet que de son côté sombre, cette poussière aurait déclenché le processus et aurait été ensuite obscurcie par la sublimation. En 2009 est découvert un nouvel anneau, ne pouvant être mis en évidence qu'en infrarouge en raison de sa faible densité, ce qui le rend froid et donc indétectable depuis la Terre. Au sein de cet anneau évolue Phœbé et serait à l'origine de cet anneau lointain, alimenté par la poussière arrachée au satellite lors d'impacts météoritiques. Ce serait donc la confirmation que Phœbé est à l'origine de l'aspect particulier de Japet.
Cassini Regio | 
Roncevaux Terra | 
Gros plan sur le pôle nord |
Crête équatoriale
Japet possède une crête équatoriale qui court au centre de Cassini Regio sur environ 1 300 km de long, 20 km de large et 13 km de haut. Elle fut découverte sur les images prises par la sonde Cassini le 31 décembre 2004 à 123 000 km de distance. Certaines parties de la crête s'élèvent à plus de 20 km au-dessus des plaines avoisinantes. La crête forme un système complexe contenant des pics isolés, des segments de plus de 200 km de long et des sections contenant trois crêtes presque parallèles. Roncevaux Terra ne possède aucune crête, mais une série de pics isolés de 10 km de haut le long de l'équateur. La crête est fortement cratérisée, indiquant qu'elle est ancienne.
L'origine de la crête n'est pas déterminée. Trois hypothèses principales ont été émises, mais aucune n'explique pourquoi elle est confinée à Cassini Regio.
- Un groupe de chercheurs associés à la mission Cassini a émis l'hypothèse que la crête est un résidu de la forme oblongue de Japet, lorsque le satellite tournait plus vite sur lui-même qu'actuellement. La hauteur de la crête suggère une période de rotation maximale de 17 heures. Afin de refroidir Japet suffisamment rapidement pour préserver la crête et de le conserver suffisamment plastique pour que les forces de marée de Saturne ralentissent sa période de rotation à 79 jours, Japet a dû être réchauffé par la désintégration de l'aluminium-26. Cet isotope semble avoir été abondant dans la nébuleuse solaire à partir de laquelle le système solaire s'est formé, mais s'est désintégré depuis. La quantité d'aluminium-26 nécessaire pour chauffer Japet à la température requise implique qu'il s'est formé plus tôt que prévu, seulement deux millions d'années après le début de la formation des astéroïdes.
- La crête pourrait être formée de matériau glacé remonté de sous la surface, puis solidifié.
- Il a également été suggéré que Japet aurait pu posséder un anneau pendant sa formation, du fait de sa grande sphère de Hill, et que la crête résulte de l'accrétion de cet anneau. Cependant, la crête semble trop solide pour être le résultat de l'effondrement d'un anneau. En outre, des images récentes montrent des failles d'origine tectonique la traversant, ce qui semble incohérent avec cette hypothèse.
Cratères
Japet possède de nombreux cratères d'impact et les images prises par Cassini ont mis en évidence de grands bassins d'impact dans la région sombre, dont au moins cinq font plus de 350 km de diamètre. Le plus grand mesure plus de 500 km ; son bord est extrêmement pentu et possède un escarpement de plus de 15 km de haut.
Température
La température de la surface de la région sombre atteint 130 K (-143,2 °C) à l'équateur. Les surfaces claires absorbent moins de lumière solaire et la température n'y atteint qu'environ 100 K (-173,2 °C).
