André
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 Posté le: Lun 30 Juin 2014 11:27 pm Sujet du message: Les blocs de construction de Titan pourraient être antérieur |
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Les blocs de construction de Titan pourraient être antérieurs à la formation de Saturne
Salut à tous
Une équipe internationale de chercheurs menée par Kathleen Mandt du Southwest Research Institute (USA), au sein de laquelle ont participé Olivier Mousis du laboratoire UTINAM (Université de Franche-Comté/CNRS/) et Daniel Gautier du LESIA (Observatoire de Paris/CNRS/UPMC/Université Paris-Diderot),
vient de montrer pour la première fois que l'azote de Titan (la plus grosse lune de Saturne), qui est la molécule dominante de son atmosphère, provient de la région froide et lointaine du Système Solaire où les comètes les plus anciennes se sont formées.
Cette découverte exclut la possibilité que les blocs de constructions de Titan se soient formés dans le disque de gaz et de poussières qui entourait Saturne au cours de sa formation.
Ce résultat vient d'être publié dans The Astrophysical Journal Letters.
La principale implication de l'étude est que les blocs de construction de Titan se sont formés très tôt au cours de l'histoire du Système Solaire, dans la partie froide et lointaine de la nébuleuse protosolaire, disque de gaz et de poussière qui entourait le Soleil au cours des premiers millions d'années de son existence.
Cet endroit fut également le lieu de naissance de nombreuses comètes, qui conservent encore de nos jours une grande partie de leur composition initiale.
L'azote est le principal ingrédient des atmosphères de la Terre et de Titan, et la lune de Saturne est souvent comparée à une version très ancienne de la Terre, qui aurait été préservée par un froid intense.
La publication suggère que, d'une certaine manière, des indices sur les conditions de formation des blocs de construction de Titan sont toujours disponibles à travers la composition de son atmosphère.
L'équipe de chercheurs démontre en particulier qu'un traceur permettant de remonter à l'origine de l'azote de Titan est resté quasiment inchangé depuis que la lune de Saturne s'est formée il y a environ 4,6 milliards d'années.
Ce traceur est le rapport entre un isotope de l'azote, nommé azote 14 sur un autre isotope, l'azote 15. Contre toute attente, l'équipe trouve que le Système Solaire n'est pas assez vieux pour avoir altéré significativement le rapport entre ces deux isotopes de l'azote.
En examinant de près comment ce rapport pourrait évoluer avec le temps, les chercheurs ont constaté qu'il était impossible de le changer de manière significative.
L'atmosphère de Titan contient tellement d'azote qu'aucun processus ne peut modifier sérieusement ce traceur, même après plus de 4 milliards d'années d'évolution du Système Solaire.
Etant donné la faible variation de ce rapport isotopique sur de telles longues périodes, il a été possible aux astrophysiciens de comparer les caractéristiques des blocs de construction de Titan à ceux d'autres objets du Système Solaire afin de trouver des similitudes.
Vue d'artiste de la formation des blocs de construction des planètes dans la nébuleuse protosolaire. © NASA
Dans cette quête des origines du Système Solaire, les rapports isotopiques sont l'une des catégories d'indices les plus précieuses que les chercheurs sont capables de collecter.
Que ce soit dans les atmosphères planétaires ou bien dans les matériaux à la surface des corps, la quantité spécifique d'une forme d'un élément, comme l'azote, par rapport à une autre forme de ce même élément peut devenir un puissant outil de diagnostic car elle est étroitement liée aux conditions dans lesquelles les matériaux se sont formés.
L'étude a également des implications pour la Terre. Elle soutient l'idée émergente que la glace d'ammoniac présente dans les comètes n'a probablement pas été la principale source d'azote de l'atmosphère terrestre.
Dans le passé, les chercheurs ont supposé un lien possible entre les comètes, Titan et la Terre.
Dans ce contexte, le rapport isotopique de l'azote dans l'atmosphère primordiale de Titan était censé refléter celui mesuré sur Terre aujourd'hui.
Les mesures de ce rapport isotopique dans Titan par plusieurs instruments de la mission de la mission ESA/NASA Cassini-Huygens ont montré que ce n'est pas le cas, tandis que les mesures du même rapport dans les comètes (Rousselot et al. 2014) ont confirmé leur lien avec la lune de Saturne.
Les résultats signifient que les sources d'azote ont dû être différentes pour Titan et la Terre.
L'équipe Franco-Américaine est impatiente de voir si ses prédictions seront confirmées par les données de la mission ESA Rosetta, qui a rendez-vous avec la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko à la fin de cette année.
Si l'analyse est correcte, la comète devrait posséder un rapport plus faible entre deux isotopes de l'hydrogène – cette fois-ci dans le méthane – que la valeur mesurée dans Titan.
En substance, les chercheurs pensent que ce rapport isotopique sur Titan est plus proche de la valeur qui devrait exister dans les comètes de Oort que celle dans les comètes nées dans la ceinture de Kuiper, qui commence près de l'orbite de Neptune (67P/Churyumov-Gerasimenko est une comète issue de la ceinture de Kuiper).
La mission Cassini-Huygens est un projet joint entre la NASA, l'ESA et l'Agence Spatiale Italienne. Rosetta est une mission de l'ESA, avec des contributions de ses états membres et de la NASA.
Références :
Protosolar ammonia as the unique source of titan's nitrogen, Mandt K. E., Mousis O., Lunine J. I., and Gautier D. - The Astrophysical Journal Letters, 788, L24 (2014)
Toward a unique nitrogen isotopic ratio in cometary ices, Rousselot P., Pirali O., Jehin E., Vervloet M., Hutsemékers D., Manfroid J., Cordier D., Martin-Drumel M. A., Gruet S., Arpigny C., Decock A., and Mousis O., The Astrophysical Journal Letters, 780 (2), L17 (2014)
1Space Science and Engineering Division, Southwest Research Institute, 6220 Culebra Road, San Antonio, TX 78228, USA
2Université de Franche-Comte, Institut UTINAM, CNRS/INSU, UMR 6213, Observatoire des Sciences de l'Univers de Besancon, France
3 Cornell University, Center for Radiophysics and Space Research, Ithaca, NY, USA
4Observatoire de Paris, 61 Avenue de l'Observatoire, F-75014 Paris, France
Source : Actualités du CNRS-INSU http://www.insu.cnrs.fr/node/4904
http://pgj-new.pagesperso-orange.fr/0614-nouvelles.htm#naine
Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie
Amicalement
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Etrange époque où il est plus facile de désintégrer l' atome que de vaincre un préjugé.
Einstein, Albert, |
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