Webb voit des nuages ​​dans l’atmosphère brumeuse de Titan

Titan, la plus grande lune de Saturne, est la seule lune du système solaire avec une atmosphère dense, et c’est aussi le seul corps planétaire autre que la Terre qui a actuellement des rivières, des lacs et des mers.

Ces images de Titan, la lune de Saturne, ont été capturées par l’instrument NIRCam de Webb le 4 novembre 2022. À gauche : image utilisant F212N, un filtre de 2,12 microns sensible à la basse atmosphère de Titan ; les points lumineux sont des nuages ​​proéminents dans l’hémisphère nord. Droite : image composite couleur utilisant une combinaison de filtres NIRCam ; plusieurs caractéristiques de surface importantes sont étiquetées: Kraken Mare est considérée comme une mer de méthane; Belet est composé de dunes de sable de couleur foncée ; Adiri est une caractéristique d’albédo brillante. Crédit image : NASA / ESA / CSA / A. Pagan, STScI / Webb Titan GTO Team.

Titan est un monde riche en carbone et pauvre en oxygène avec un large éventail de composés organiques et inorganiques, de sources d’énergie atmosphérique et de mers et de lacs d’hydrocarbures liquides.

C’est le seul corps planétaire du système solaire, à l’exception de notre planète, où les précipitations et les liquides à écoulement saisonnier érodent le paysage.

En plus d’un mélange brumeux d’azote et d’hydrocarbures comme le méthane et l’éthane, l’atmosphère de ce monde étrangement semblable à la Terre contient également un éventail de molécules organiques plus complexes.

Les planétologues pensent que cette composition chimique est similaire à l’atmosphère primordiale de la Terre.

“Nous avions attendu des années pour utiliser la vision infrarouge de Webb pour étudier l’atmosphère de Titan, y compris ses modèles météorologiques fascinants et sa composition gazeuse, et également voir à travers la brume pour étudier les caractéristiques d’albédo – des taches lumineuses et sombres – à la surface”, a déclaré le Dr Conor Nixon. , un scientifique planétaire au centre de vol spatial Goddard de la NASA, et ses collègues ont déclaré dans un communiqué.

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“L’atmosphère de Titan est incroyablement intéressante, non seulement en raison de ses nuages ​​de méthane et de ses tempêtes, mais aussi en raison de ce qu’elle peut nous dire sur le passé et l’avenir de Titan, y compris s’il a toujours eu une atmosphère. Nous avons été absolument ravis des premiers résultats.

Évolution des nuages ​​sur Titan sur 30 heures entre le 4 et le 6 novembre 2022, vue par les instruments NIRCam de Webb (à gauche) et NIRC-2 de Keck (à droite).  L'hémisphère arrière de Titan vu ici tourne de gauche (aube) à droite (soir) vu de la Terre et du Soleil.  Le nuage A semble tourner dans la vue tandis que le nuage B semble se dissiper ou se déplacer derrière le membre de Titan (autour de l'hémisphère qui nous fait face).  Les nuages ​​ne durent pas longtemps sur Titan ou sur Terre, donc ceux observés le 4 novembre peuvent ne pas être les mêmes que ceux observés le 6 novembre. Crédit image : NASA / ESA / CSA / A. Pagan, STScI / Webb Titan GTO Team.

Évolution des nuages ​​sur Titan sur 30 heures entre le 4 et le 6 novembre 2022, vue par les instruments NIRCam de Webb (à gauche) et NIRC-2 de Keck (à droite). L’hémisphère arrière de Titan vu ici tourne de gauche (aube) à droite (soir) vu de la Terre et du Soleil. Le nuage A semble tourner dans la vue tandis que le nuage B semble se dissiper ou se déplacer derrière le membre de Titan (autour de l’hémisphère qui nous fait face). Les nuages ​​ne durent pas longtemps sur Titan ou sur Terre, donc ceux observés le 4 novembre peuvent ne pas être les mêmes que ceux observés le 6 novembre. Crédit image : NASA / ESA / CSA / A. Pagan, STScI / Webb Titan GTO Team.

À l’aide d’images de la caméra proche infrarouge de Webb (NIRCam), les chercheurs ont détecté plusieurs nuages ​​dans l’atmosphère de Titan.

« En comparant différentes images Webb/NIRCam, nous avons rapidement confirmé qu’une tache lumineuse visible dans l’hémisphère nord de Titan était en fait un gros nuage. Peu de temps après, nous avons remarqué un deuxième nuage », ont-ils déclaré.

“La détection des nuages ​​est passionnante car elle valide les prédictions de longue date des modèles informatiques sur le climat de Titan, selon lesquelles les nuages ​​se formeraient facilement dans l’hémisphère nord moyen à la fin de l’été lorsque la surface est réchauffée par le Soleil.”

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“Nous avons alors réalisé qu’il était important de savoir si les nuages ​​bougeaient ou changeaient de forme, ce qui pourrait révéler des informations sur le flux d’air dans l’atmosphère de Titan.”

“Nous avons donc rapidement contacté des collègues pour demander des observations de suivi à l’aide de l’observatoire Keck à Hawai’i.”

“Nous craignions que les nuages ​​ne disparaissent lorsque nous avons regardé Titan deux jours plus tard avec Keck, mais à notre plus grand plaisir, il y avait des nuages ​​aux mêmes positions, semblant avoir changé de forme”, a déclaré le Dr Imke de Pater, un astronome de l’Université de Californie à Berkeley, qui possède une vaste expérience de l’utilisation de Keck.

Les scientifiques ont également collecté des spectres de Titan avec le spectrographe proche infrarouge de Webb (NIRSpec), qui nous donne accès à de nombreuses longueurs d’onde bloquées par l’atmosphère terrestre pour les télescopes au sol comme Keck.

“Ces données, que nous analysons toujours, nous permettront de vraiment sonder la composition de la basse atmosphère et de la surface de Titan d’une manière que même le vaisseau spatial Cassini de la NASA ne pourrait pas, et d’en savoir plus sur ce qui cause la caractéristique brillante vue au-dessus du pôle sud. ,” ils ont dit.

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