Iapétus ou Japet
Quand Jean Dominique Cassini a découvert pour la première fois Iapétus, à l'aide d'un télescope en 1671, il écrivit qu'il ne put voir qu'un côté (le côté brillant) et pas l'autre. Quant à la sonde Voyager 2, elle l'a survolé à 966 000 km le 22 août 1981, nous révélant une face très brillante, pouvant être de la glace et très cratérisée, tandis que l'autre est très sombre. Ce survol de Voyager 2 a permis de voir Iapétus avec une résolution de 20 km. Pour
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Masse (kg) | 1,88.1021 |
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Diamètre (km) | 1 436 |
Densité moyenne (g.cm-3) | 1,1 |
Distance moyenne à Saturne (km) | 3 561 300 |
Rotation (jours terrestres) | 79,3301825 |
Période orbitale (jours terrestres) | 79,3301825 |
Vitesse moyenne orbitale (km/sec) | 3,27 |
excentricité | 0,0283 |
inclinaison orbitale (degrés) | 14,72 |
Vitesse d'évasion (km/sec) | 0,586 |
Albedo géométrique visuel | 0,2 |
Magnitude (Vo) | 10,2-11.9 |
Satellite aux 2 visages Un cliché de Voyager 1 a révélé le contraste entre l'hémisphère droit et l'hémisphère gauche, déjà remarqué par Cassini. Par chance Voyager 2 passera le 22 août 1981 à 1,1 millions de km et confirmera l'observation de Voyager 1. Cassini constata que Iapetus n'était visible que d'un seul côté de Saturne, "comme s'il était brillant d'un côté avec de l'autre, une face complètement noire !" dit-il. Iapétus possède une face brillante qui renvoie 50 % de la lumière solaire, tandis que l'autre, sombre, ne reflète que 3 à 4 % de cette lumière. Etonnamment, le matériau sombre couvre précisément le côté d'Iapétus qui se trouve face au mouvement orbital (face avant - 90° de latitude) autour de Saturne (sauf les pôles), tandis que le matériau brillant se trouve sur l'autre hémisphère (face arrière). A chaque rotation sur l'axe, Iapétus fait un tour autour de Saturne. Ainsi le satellite montre toujours 2 visages dans la direction de la planète ou à l'opposé.
Le sol brillant serait constitué de glace sale et le terrain sombre de molécules carbonées, selon des mesures faites avec les télescopes terrestres. L'hémisphère sombre d'Iapétus, constitué certainement de substances organiques tels les composés cyanogènes toxiques comme les polymères congelés de cyanure d'hydrogène, a été comparé au goudron ou à l'asphalte et il est si sombre qu'aucun détail de ce terrain n'a été mis en évidence par Voyager 2. Pour l'instant les scientifiques ne comprennent pas son origine. Deux théories ont été développées, mais ni l'une ni l'autre ne sont entièrement satisfaisantes:
Les chercheurs comptent beaucoup sur Cassini pour en déterminer les causes et découvrir des détails de moins de 20 km. L'hémisphère
brillant et gelé montre beaucoup de grands cratères d'impact, tandis
que sur l'autre, il n'y en a pas de visibles. C'étaient les
meilleures images en attendant celles de Cassini.
La perplexité règne toujours parmi les scientifiques, à la vue des images de Cassini montrant ce satellite aux 2 visages. Cette image prise le 3 juillet 2004 à une distance de 3 millions de km avec un petit angle, nous montre les 2 faces de Iapétus. Durant sa visite de 4 ans, Cassini passera à proximité, lors d'un survol à 1 000 km, le 10 septembre 2007. La face visible a été observée à un angle Soleil - Iapétus - Cassini de 10 degrés. La résolution est de 18 km. L'image a été amplifié d'un facteur 2 afin d'améliorer la vision. Cependant, il est établi que si la surface sombre est mince, elle doit être continuellement renouvelée, sinon les impacts cométaires mettraient à jour de plus en plus de matière brillante. La matière sombre peut être expliquée par des éruptions de méthane en provenance de l'intérieur. Cette théorie est en accord avec la découverte d'un anneau de matière sombre de 100 km de diamètre environ, qui est à cheval sur la limite des 2 hémisphères (brillant et sombre) de Iapétus. De tels anneaux se sont formés sur la Lune et sur Mars lorsque la matière volcanique a surgi dans les cratères formés lors d'impacts météoritiques et les a rempli en formant un pic central. Après des sondages radar effectués depuis la Terre, une autre surprise est apparue. Iapétus apparaît comme un objet uniforme, signifiant qu'il n'y a aucune différence entre la face sombre et la face brillante. Mais une couche mince n'a pas beaucoup d'effets sur la réflexion des ondes radar qui détecte de la glace. Les 2 côtés seraient donc constitués de glace, ce que optiquement nous ne voyons pas. Mais cette interprétation dépend légèrement de ce que le matériau sombre est fait. Cassini nous renseignera peut-être ? La noix Cassini a survolé, à 2 km/s, la surface de Iapetus le 31 décembre, à 123 400 kilomètres. Le satellite Iapetus, est connu pour avoir 2 faces différenciées: l'une claire et l'autre foncée. La scène est dominée par une région sombre, fortement cratérisée, appelée Cassini Regio, qui couvre à peu près tout l'hémisphère. Iapetus mesure 1 436 km de diamètre. La vue est centrée sur l'équateur et par 90° de latitude ouest une zone qui fait toujours face à la direction du mouvement orbital autour de Saturne. A l'intérieur de Cassini Regio, et particulièrement près de l'équateur, des dépôts sombres avec une réflectivité visuelle de surface d'environ 4 % englobent presque tout avec une remarquable uniformité. Cependant, aux latitudes moyennes ( 40°), les zones de transition vers les terrains beaucoup plus brillants, des surfaces gelées proches des pôles où les glaces sont très brillantes, ont une réflectivité de plus de 60%. Cependant, cette région n'est pas uniforme: l'inspection minutieuse indique que la surface est marquée par de fines stries de matières plus sombres qui s'étendent grossièrement sur un axe nord-sud sur pratiquement quelques km et parfois jusqu'à quelques dizaines de km de long.
Un ancien
bassin d'impact de 400 km de diamètre apparaît juste au-dessus du centre du
disque. Le bassin contient une grande quantité de petits cratères récents.
Les bords sont délimités par des escarpements, raides, qui descendent
jusqu'au fond du bassin. Plusieurs de ces escarpements, de même que les
parois des cratères voisins, apparaissent brillants, probablement en raison des affleurements
exposés à de la glace relativement propre. En particulier aux latitudes
moyennes, les escarpements les plus brillants sont exposés plus prés des
pôles que de l'équateur. Souvent, les escarpements opposés au sud sont
marqués avec un matériau de faible albédo. L'origine de Cassini Regio est un vieux débat parmi les scientifiques. Une théorie propose que la matière sombre ait pu jaillir, en provenance de l'intérieur, sur la surface glacée de Iapetus. Une autre théorie soutient que la matière sombre représente une accumulation de débris, éjectés par l'impact d'objets sur la surface des satellites extérieurs de Saturne. Les détails de cette mosaïque d'images prises par Cassini, n'éliminent pas définitivement les autres théories. Cependant, ils fournissent de nouvelles approches et soulèvent d'importantes questions. L'aspect uniforme des matériaux
sombres à l'équateur, la minceur apparente et inconsistante des matériaux foncés à des latitudes
progressivement plus élevées et des fines rayures foncées près de la marge distale de Cassini Regio suggèrent fortement que le
matière sombre ait été mise en place comme un enduit. Le fait qu'il
n'existe aucune preuve évidente sur des éruptions de fluides qui ont
resurfacé Cassini Regio est un résultat très important. La haute densité
de cratères d'impact argumente le fait que le terrain, au-dessous de la
couche sombre et relativement ancien, n'a pas disparu. Ainsi, Cassini Regio
peut être né à partir d'éruptions avec panaches dans lesquelles les matériaux
particulièrement sombres se sont accumulés sur la surface lors de
leurs retombées, peut-être en même temps que la création de l'arête équatoriale. http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA06166
Cassini Regio |
http://ciclops.lpl.arizona.edu/media/ir/2005/711_1413_1.jpg
Voici la zone baptisée
Cassini Regio, au plancher parsemé d'anciens impacts, plus récents. Le Nord
est à gauche de l'image et l'illumination solaire. Un spectaculaire éboulement de 15 000 m de haut est visible dans
un ancien cratère, à l'intérieur du bassin d'impact. Les gravats, non consolidés, qui se trouvent
à l'intérieur du cratère, s'étendent sur la moitié des
120 kilomètres de diamètre. Les éboulements sont des phénomènes géologiques communs sur plusieurs corps planétaires, incluant la Terre et Mars. Cependant, l'aspect de ces éboulements sur un satellite glacé possédant un terrain cratérisé avec un albedo relativement bas rappellent particulièrement ceux observés par Galiléo, pendant son séjour autour de Jupiter, sur Callisto. Une image
particulière de Callisto (ci-contre), vue par Galiléo, montre que les éboulements se
sont effondrés des parois de deux cratères à fond plat. Comme sur
Callisto, le fait que les éboulements s'étendent sur plusieurs kilomètres
depuis la falaise, devrait indiquer que le matériau de surface est composé de
grains très fins qui ont peut-être rempli le cratère par un phénomène
mécanique, permettant aux débris de s'étendre à grandes distances. |
Un pôle
Cette vue oblique, sur les hautes latitudes de Japet, montre la transition entre les zones sombres fortement cratérisées de Cassini Regio et un terrain gelé très brillant. Sur
cette mosaïque constituée de 2 images prises durant le survol de Japet
au nouvel an 2005, le pôle du nord est situé approximativement à 15 degrés,
sur la droite. A l'équateur, juste au delà du limbe supérieur gauche
de Japet (Iapetus), les terrains sont uniformément couverts d'un
manteau sombre avec une réflectivité d'environ 4 pour cent. A
environ 40° de latitude, les dépôts sombres deviennent inégaux et diffus
à la transition avec un terrain beaucoup plus lumineux et glacial près du
pôle. Ce matériau très brillant a une réflectivité de 60%. Les matériaux
sombres pourraient représenter une accumulation progressive de débris
en provenance de l'espace, ou bien des retombées des éruptions
à panaches qui ont pu accompagné la formation de l'arête équatoriale énigmatique
de Japet. Cependant, le fait que quelques cratères d'apparence jeune sur Japet qui ont des parois brillantes au nord et des parois sombres côté sud, et la couche de stries proches du pôle nord de Japet suggèrent qu'un autre mécanisme puisse être responsable des asymétrie d'albédo sur les parois des cratères de Japet. Il est possible que les parois sud puissent être souillées par le même processus qui provoque un faible albédo couvrant toute la région. Dans ce cas, les escarpements dirigés vers le nord pourraient être brillants parce qu'ils font face au pôle et, selon certains chercheurs, seraient protégés d'une sorte "aérosol" de matériaux sombres. Les brillantes parois sud existent essentiellement sur les cratères jeunes qui n'ont pas été suffisamment exposés à cet "aérosol", pour être souillées. Cette image a été obtenue dans le visible avec la caméra à longue focale, le 31/12/04, depuis une distance d'environ 123 370 km. La résolution est de 732 m/pxl. L'angle formé par le Soleil, Japet et la sonde faisait 93°.
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Surface bigarée
Ce sont presque les vraies couleur, révélées par Cassini, de la surface intrigante de Japet, avec un éclat de première importance. Les images, prises avec différents filtres spectraux et utilisées pour réaliser cette image composite, furent prises comme images normales et utilisées pour réaliser l'image de la "noix", ci-dessus. L'utilisation de la couleur est d'un grand secours pour discriminer les ombres (qui apparaissent noires) des surfaces intrinsèquement noires (qui apparaissent brunes ici).
Cette image montre la partie nord de
Cassini Regio et la zone de transition vers une surface plus brillante aux
latitudes plus élevées. A l'intérieur de la zone de transition, la
surface est incrustée de fines stries de matériau sombre s'étendant
nettement dans la direction nord sud. L'absence d'atmosphère sur Japet
signifie que le matériau a été déposé par un moyen autre qu'une
précipitation, telle qu'une projection de n'importe quel endroit du
satellite ou dépôt de matériau en provenance du système saturnien. Le pôle
nord de Japet n'est pas visible. |
Image stéréoscopique Cette splendide image stéréoscopique, visible avec des lunettes spéciales (rouge pour oeil gauche) nous fait voir le globe de Japet. Elle fut créée en combinant 2 images de Cassini qui furent prises à un jour d'écart. Cette vue sert principalement à montrer la sphéricité de Japet, ainsi que sa topographie. La crête linéaire et saillante au centre de la zone sombre, Cassini Regio, marque l'équateur tout proche. Cette crête a été découverte à partir de ce lot d'images et a été vue pour la première fois à l'aide d'une résolution plus élevée, lors du survol par Cassini, le 31/12/04. Quelques scientifiques, spécialistes du traitement d'images, ont suggéré que la crête pourrait être en relation avec la matière sombre qui couvre la face avant (dans son parcours orbital). La montagne sur la partie gauche de la crête, s'élève à plus de 13 000 m au-dessus des terrains environnants. Le large bassin proche du terminateur (en haut, à droite) a été détecté sur les images de Cassini en juillet 2004. Il a un diamètre de 550 km. Le large bassin en haut, à gauche, vient d'être découvert sur ces nouvelles images. Le cratère en bas, à droite (à l'intérieur du terrain brillant) est connu depuis l'aventure Voyager.
Le nord se trouve en haut à gauche. Les
images ont été obtenues dans le visible avec la caméra à longue focale
le 26 et le 27 décembre 2004. La distance de Cassini s'échelonna de 88à
537 km à 716 678 km entre les 2 images. L'angle formé entre le Soleil,
Japet et Cassini, ou angle de phase, a bougé de 21 à 22° . La
résolution atteinte était respectivement de 5,2 km et 4,3 km/pxl. C'est
ce décalage entre les 2 images qui fournit l'effet stéréoscopique. A
l'aide des lunettes stéréo (rouge et bleu) chaque oeil voit une image
différente de l'autre. C'est le cerveau qui reconstitue la 3e dimension. |
Où est-il ?
Programme de Cassini Afin de suivre l'évolution de Cassini et la progression de ses survols le programme est reporté à chaque thème concerné. L'orbiter (2 125 kg) va étudier Saturne, ses 7 anneaux (éloignés de 66 000 à 181 000 km) et sa quarantaine de satellites, dont plus d'une dizaine découverts depuis 5 ans, faisant apparaître le système de Saturne comme un mini Système solaire. Il effectuera 52 survols. Titan, le plus gros satellite, sera survolé 45 fois avec environ 30 survols à ~ 950 km. Puis les 8 satellites suivants seront survolés le:
http://ciclops.lpl.arizona.edu/view_event.php?id=9 JavaScript DHTML Drop Down Menu By Milonic
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