Titan est la plus grande lune de Saturne et la deuxième plus grande du système solaire (après Ganymède de Jupiter). C’est la seule lune du système solaire avec des nuages et une atmosphère dense, semblable à celle d’une planète.

Les scientifiques pensent que les conditions sur Titan sont similaires à celles des premières années de la Terre (la principale différence est que, parce qu’elle est plus proche du soleil, la Terre a toujours été plus chaude). Selon la NASA, « à bien des égards, la plus grande lune de Saturne, Titan, est l’un des mondes les plus semblables à la Terre que nous ayons découverts à ce jour. »

Atmosphère de Titan

Une brume orange entourant Titan a gardé sa surface un mystère pour les scientifiques de la Terre jusqu’à l’arrivée de la mission Cassini en 2004. L’atmosphère de Titan s’étend sur environ 370 miles de haut (environ 600 kilomètres), ce qui la rend beaucoup plus élevée que l’atmosphère de la Terre. En raison de la hauteur de son atmosphère, on a longtemps pensé que Titan était la plus grande lune du système solaire. Ce n’est qu’en 1980 que Voyager s’est suffisamment approché pour découvrir qu’il était en fait plus petit que Ganymède.

L’atmosphère de Titan est active et complexe, et elle est principalement composée d’azote (95 %) et de méthane (5 %). Titan a également une présence de molécules organiques qui contiennent du carbone et de l’hydrogène, et qui comprennent souvent de l’oxygène et d’autres éléments similaires à ce que l’on trouve dans l’atmosphère terrestre et qui sont essentiels à la vie.

Il existe un mystère non résolu autour de l’atmosphère de Titan : Comme le méthane est décomposé par la lumière du soleil, les scientifiques pensent qu’il existe une autre source qui reconstitue ce qui est perdu. Une source potentielle de méthane est l’activité volcanique, mais cela reste à confirmer.

L’atmosphère de Titan pourrait s’échapper dans l’espace de la même manière que l’atmosphère de la Terre. Le vaisseau spatial Cassini a détecté des vents polaires qui attirent le méthane et l’azote (chargés d’interactions avec la lumière) le long du champ magnétique de Saturne et hors de l’atmosphère. On pense qu’un processus similaire se produit sur Terre avec notre propre champ magnétique.

« Sur la plus grande lune de Saturne, Titan, Cassini et Huygens nous ont montré l’un des mondes les plus semblables à la Terre que nous ayons jamais rencontrés, avec une météo, un climat et une géologie qui offrent de nouvelles façons de comprendre notre planète mère », indique le site du Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

L’île magique

On y trouve une abondance de lacs de méthane, principalement concentrés près de son pôle sud. En 2014, les scientifiques ont découvert un élément transitoire qu’ils ont appelé de manière ludique « l’île magique ». Il est possible que les bulles d’azote formées dans les océans de Titan restent à la surface pendant un certain temps, créant une île temporaire qui finit par se dissiper.

« Ce que je pense être vraiment spécial à propos de Titan, c’est qu’il a des lacs et des mers de méthane et d’éthane liquides, ce qui en fait le seul autre monde du système solaire qui a des liquides stables à sa surface », a déclaré Jason Hofgartner, un scientifique planétaire de l’Université Cornell, à Space.com en 2014. « Elle a non seulement des lacs et des mers, mais aussi des rivières et même de la pluie. Il a ce que nous appelons un cycle hydrologique, et nous pouvons l’étudier comme un analogue du cycle hydrologique de la Terre – et c’est le seul autre endroit que nous connaissons où nous pouvons le faire. »

De grandes zones de la surface de Titan sont couvertes de dunes de sable faites d’hydrocarbures. Les dunes sur Titan peuvent ressembler au désert de Namibie en Afrique.

Parce que le méthane existe sous forme liquide sur Titan, il s’évapore aussi et forme des nuages, ce qui provoque occasionnellement une pluie de méthane. Des nuages de glace de méthane et de gaz cyanure flottent au-dessus de la surface de la lune.

« Titan continue de surprendre avec des processus naturels similaires à ceux de la Terre, mais impliquant des matériaux différents de notre eau familière », a déclaré dans un communiqué Scott Edgington, scientifique adjoint du projet Cassini, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie.

La lumière du soleil est assez faible sur Titan, et le climat est principalement déterminé par les changements dans la quantité de lumière qui accompagne les saisons.

Les données suggèrent également la présence d’un océan liquide sous la surface, mais cela reste à confirmer.

Alors que de plus en plus de planètes ont été découvertes en dehors du système solaire, Titan a servi de modèle de corps nuageux. L’examen de l’atmosphère de la lune a aidé les scientifiques à comprendre les atmosphères de ces systèmes lointains.

« Il s’avère que l’on peut apprendre beaucoup de choses en regardant un coucher de soleil », a déclaré Tyler Robinson du Centre de recherche Ames de la NASA dans un communiqué.

Vaisseau spatial Cassini à Titan

En 2017, le vaisseau spatial Cassini a terminé sa mission de deux décennies vers Saturne. Lancé le 15 octobre 1997, le vaisseau spatial est arrivé à Saturne le 30 juin 2004. À son arrivée, Cassini a largué la sonde Huygens construite par l’Agence spatiale européenne. Huygens était équipée pour étudier Titan en se posant sur la lune de Saturne et a obtenu des résultats étonnants. Par exemple, de nombreuses montagnes de plus de 10 000 pieds de haut ont été identifiées sur la lune.

La sonde Huygens a atterri par parachute le 14 janvier 2005. En raison des observations de Huygens, Titan est devenu une priorité absolue pour les scientifiques. La mission a obtenu d’excellents résultats, comme la prise d’images à la plus haute résolution jamais réalisée de la surface de cette lune.

Pendant ses missions primaires et prolongées, Cassini a pu obtenir des données fondamentales sur la structure de Titan et la chimie organique complexe de son atmosphère. C’est grâce aux découvertes de Cassini que les scientifiques soupçonnent la présence d’un océan interne composé d’eau et d’ammoniac. Le vaisseau spatial a également repéré des changements saisonniers, comme lorsqu’un nuage de glace s’est formé dans l’hémisphère sud de Titan en 2015 (suggérant que l’hiver allait être rude dans cette zone).

L’objectif de la mission, en ce qui concerne Titan, était de trouver des signes de changements saisonniers et d’activité volcanique.

Titan a joué un rôle dominant dans la fin prévue de Cassini. La lune massive a fourni l’impulsion gravitationnelle dont le vaisseau spatial avait besoin pour se faufiler entre les anneaux de Saturne au cours de ses derniers mois, explorant une région jamais vue auparavant. Le coup de pouce de Titan, qui est intervenu plus de quatre mois avant le plongeon suicide de Cassini, a été le point de non-retour, augmentant la vitesse du vaisseau spatial d’environ 1 925 mph (3 098 km/h) par rapport à Saturne.

« Avec ce survol, nous sommes engagés dans la grande finale », a déclaré Earl Maize, chef de projet Cassini au JPL, dans un communiqué après le survol d’avril 2017. « Le vaisseau spatial est maintenant sur une trajectoire balistique, de sorte que même si nous devions renoncer à de futurs petits ajustements de trajectoire à l’aide de propulseurs, nous entrerions quand même dans l’atmosphère de Saturne le 15 septembre quoi qu’il arrive. »

Après ce coup de pouce majeur, le vaisseau spatial a continué à utiliser Titan pour fignoler son orbite, effectuant sa dernière approche rapprochée de Titan le 12 septembre 2017. Au cours de ses 13 années en orbite autour de Saturne, Cassini a fait 127 rencontres avec la lune, certaines proches et d’autres plus éloignées.

« Cassini a entretenu une relation à long terme avec Titan, avec un nouveau rendez-vous presque tous les mois pendant plus d’une décennie », a déclaré Maize dans une déclaration séparée. « Cette dernière rencontre est en quelque sorte un adieu doux-amer, mais comme elle l’a fait tout au long de la mission, la gravité de Titan envoie une fois de plus Cassini là où nous avons besoin qu’elle aille ».

Possibilités de vie

On pense que les conditions sur Titan pourraient rendre la lune plus habitable dans un avenir lointain. Si le soleil augmente sa température (dans 6 milliards d’années) et devient une étoile géante rouge, la température de Titan pourrait augmenter suffisamment pour que des océans stables existent à sa surface, selon certains modèles. Si cela se produit, les conditions de Titan pourraient être similaires à celles de la Terre, permettant des conditions favorables à certaines formes de vie.

Des expériences menées sur Terre suggèrent que Titan pourrait être plus habitable qu’on ne le pensait auparavant. Des produits chimiques organiques complexes, dont on pensait autrefois qu’ils planaient haut dans l’atmosphère, pourraient se trouver plus près de la surface qu’on ne l’avait estimé.

« Les scientifiques pensaient auparavant qu’en se rapprochant de la surface de Titan, la chimie atmosphérique de la lune était fondamentalement inerte et terne », a déclaré Murthy Gudipati, auteur principal de l’article au JPL, dans un communiqué. « Notre expérience montre que ce n’est pas vrai. Le même type de lumière qui alimente la chimie biologique à la surface de la Terre pourrait également alimenter la chimie sur Titan, même si ce dernier reçoit beaucoup moins de lumière du soleil et est beaucoup plus froid. Titan n’est pas un géant endormi dans la basse atmosphère, mais au moins à moitié éveillé dans son activité chimique. »

Autres faits sur Titan

Le nom de Titan provient de la mythologie grecque. Les Titans étaient des dieux anciens qui régissaient l’univers avant que les Olympiens ne prennent le pouvoir, selon le site Web du projet Theoi.

La lune a été découverte par l’astronome néerlandais Christiaan Huygens en 1655. La sonde Huygens lander envoyée sur la lune à bord du vaisseau spatial Cassini de la NASA par l’Agence spatiale européenne est nommée en son honneur. Huygens a été le premier objet construit par l’homme à se poser sur la surface de Titan.

Le diamètre de Titan est 50 % plus grand que celui de la lune de la Terre. Titan est plus grand que la planète Mercure mais a la moitié de la masse de cette dernière.

La masse de Titan est composée principalement d’eau sous forme de glace et de matériaux rocheux.

Titan n’a pas de champ magnétique.

Stats de Titan

• Diamètre : 5 150 kilomètres (3 200 miles), soit environ la moitié de la taille de la Terre et presque autant que Mars
• Température de surface : moins 290 Fahrenheit (moins 179 degrés Celsius), ce qui rend l’eau aussi dure que les roches et permet de trouver du méthane sous sa forme liquide
• Pression de surface : légèrement supérieure à celle de la Terre. La pression terrestre au niveau de la mer est de 1 bar alors que celle de Titan est de 1,6 bar.
• Période orbitale : Près de 16 jours terrestres. Titan est verrouillé tidalement en rotation synchrone avec Saturne, gardant une face tournée vers la planète pendant son orbite.

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Reportage supplémentaire par la collaboratrice Elizabeth Howell.