Une étude récente financée par la NASA a montré comment les lacs et les mers d'hydrocarbures de la lune Titan de Saturne peuvent parfois éclater avec des plaques de bulles spectaculaires.

Pour l'étude, chercheurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, simulé les conditions de surface glaciales sur Titan, constatant que des quantités importantes d'azote peuvent être dissoutes dans le méthane liquide extrêmement froid qui pleut du ciel et s'accumule dans les rivières, lacs et mers. Ils ont démontré que de légers changements de température, la pression ou la composition de l'air peut entraîner la séparation rapide de l'azote de la solution, comme le pétillement qui se produit lors de l'ouverture d'une bouteille de soda.

Le vaisseau spatial Cassini de la NASA a découvert que la composition des lacs et des mers de Titan varie d'un endroit à l'autre, certains réservoirs étant plus riches en éthane qu'en méthane. "Nos expériences ont montré que lorsque des liquides riches en méthane se mélangent à des liquides riches en éthane, par exemple lors d'une forte pluie, ou lorsque le ruissellement d'une rivière de méthane se mélange à un lac riche en éthane, l'azote est moins capable de rester en solution, " a déclaré Michael Malaska de JPL, qui a dirigé l'étude.

Le résultat est des bulles. Beaucoup de bulles.

La libération d'azote, connu sous le nom d'exsolution, peut également se produire lorsque les mers de méthane se réchauffent légèrement au cours des saisons changeantes sur Titan. Un liquide pétillant pourrait également causer des problèmes, potentiellement, pour une future sonde robotique envoyée pour flotter ou nager dans les mers de Titan. L'excès de chaleur émanant d'une sonde peut provoquer la formation de bulles autour de ses structures, par exemple, hélices utilisées pour la propulsion, ce qui rend difficile la direction ou la stabilité de la sonde.

Mécanisme de l'île magique ?

La notion de bulles d'azote créant des plaques pétillantes sur les lacs et les mers de Titan est pertinente pour l'un des mystères non résolus les plus enchanteurs que Cassini a étudiés pendant son exploration de Titan :les soi-disant « îles magiques ». Au cours de plusieurs survols, Le radar de Cassini a révélé de petites zones sur les mers qui sont apparues et ont disparu, puis (dans au moins un cas) réapparu. Les chercheurs ont proposé plusieurs explications potentielles pour ce qui pourrait créer ces caractéristiques apparemment insulaires, y compris l'idée de champs de bulles. La nouvelle étude fournit des détails sur le mécanisme qui pourrait former de telles bulles, s'ils sont bien les coupables.

« Grâce à ce travail sur la solubilité de l'azote, nous sommes maintenant convaincus que des bulles pourraient effectivement se former dans les mers, et en fait peut être plus abondant que prévu, " a déclaré Jason Hofgartner de JPL, qui est co-investigateur de l'équipe radar de Cassini et co-auteur de l'étude.

Fizz glacé et lacs respiratoires

En caractérisant comment l'azote se déplace entre les réservoirs liquides de Titan et son atmosphère, les chercheurs ont également extrait de l'azote d'une solution riche en éthane simulée alors que l'éthane gelait au fond de leur minuscule, lac Titan simulé. Contrairement à l'eau, qui est moins dense sous sa forme solide que sa forme liquide, de la glace d'éthane se formerait au fond des piscines glaciales de Titan. Lorsque l'éthane se cristallise en glace, il n'y a pas de place pour l'azote gazeux dissous, et ça sort en pétillant.

Alors que l'idée de lacs d'hydrocarbures bouillonnant d'azote sur une lune extraterrestre est dramatique, Malaska souligne que le mouvement de l'azote sur Titan ne se déplace pas seulement dans une direction. Clairement, il doit pénétrer dans le méthane et l'éthane avant de pouvoir en sortir.

"En effet, c'est comme si les lacs de Titan respiraient de l'azote, " dit Malaska. " Comme ils refroidissent, ils peuvent absorber plus de gaz, « inhaler ». Et comme ils se réchauffent, la capacité du liquide est réduite, alors ils « expirent ».

Un phénomène similaire se produit sur Terre avec l'absorption de dioxyde de carbone par les océans de notre planète.

Les résultats de l'étude ont été publiés en ligne en février par la revue Icare .

Le dernier survol du Titan approche

Cassini effectuera son dernier survol rapproché de Titan - sa 127e rencontre ciblée - le 22 avril. Au cours du survol, Cassini balayera une dernière fois son faisceau radar sur les mers du nord de Titan. L'équipe radar a conçu l'observation à venir de sorte que, si les caractéristiques de l'île magique sont présentes cette fois, leur luminosité peut être utile pour distinguer les bulles, les vagues et les solides flottants ou en suspension.

Le survol va également courber la trajectoire du vaisseau spatial pour commencer sa dernière série de 22 plongeons à travers l'espace entre Saturne et ses anneaux les plus intimes, connu sous le nom de Grand Final de Cassini. La mission de 20 ans se terminera par une plongée dans l'atmosphère de Saturne le 15 septembre.