Japet

Japet est la plus externe des grandes lunes de Saturne et, de loin, celle à l'aspect le plus étrange. Un hémisphère est recouvert d'une matière aussi sombre que du charbon ; l'autre est presque aussi brillant que la neige fraîche. Giovanni Cassini remarqua cette différence dès l'instant où il découvrit la lune en 1671 — il pouvait repérer Japet lorsqu'elle se trouvait à l'ouest de Saturne, mais la perdait entièrement du côté est de son orbite —, et il en déduisit correctement qu'une face devait être bien plus sombre que l'autre. Il fallut plus de trois siècles et une sonde spatiale portant son nom pour enfin en expliquer la raison.

Avec un rayon d'environ 735 km et composée d'environ trois quarts de glace d'eau enveloppant un noyau rocheux, Japet est un monde modeste par les chiffres. Ce qui la rend extraordinaire, c'est une combinaison introuvable ailleurs : une surface à la double personnalité, une haute muraille de montagnes enroulée autour de son équateur, et une orbite si lointaine et si inclinée qu'elle se distingue de toute autre grande lune du système de Saturne.

La lune à deux visages

Japet est verrouillée gravitationnellement, si bien que le même hémisphère est toujours celui qui mène tandis qu'elle avance sur son orbite — et ce côté avant, nommé Cassini Regio d'après son découvreur, est étonnamment sombre, ne réfléchissant que 3 à 5 % de la lumière solaire qui le frappe. L'hémisphère arrière, partagé entre les plaines claires de Roncevaux Terra et Saragossa Terra, en renvoie 50 à 60 %. Mis côte à côte, les deux visages diffèrent en luminosité d'un facteur de plus de dix, le contraste d'albédo le plus extrême de tout grand corps du Système solaire.

Le revêtement sombre est étonnamment fin — par endroits seulement quelques dizaines de centimètres de profondeur —, ce qui a indiqué aux scientifiques qu'il avait été peint plutôt qu'incorporé. La source principale semble être Phoebé, une lune externe sombre qui répand de la poussière dans un immense anneau ténu autour de Saturne, resté invisible jusqu'à ce que des télescopes infrarouges détectent enfin l'anneau de Phoebé en 2009. À mesure que Japet traverse cette poussière, son hémisphère avant accumule un film brun rougeâtre.

Une boucle de rétroaction emballée

La poussière seule n'explique pas tout, car les régions sombres et claires ne coïncident pas parfaitement avec les faces avant et arrière. Les données du survol rapproché de Cassini en 2007 ont mis en évidence un second processus, autorenforçant : la ségrégation thermique. Japet ne tourne qu'une fois tous les 79 jours, si bien que sa journée longue et lente laisse le sol sombre cuire au soleil. La région sombre de Cassini Regio atteint environ −144 °C en plein jour — suffisamment chaud pour ce monde-là —, tandis que la glace claire se situe près de −160 °C.

Cet écart de température alimente une boucle qui s'emballe. La glace des zones sombres et plus chaudes se sublime et regèle sur le terrain plus froid et plus clair, laissant les taches sombres encore plus sombres et plus sèches tandis que les régions claires deviennent toujours plus glacées et réfléchissantes. La poussière de Phoebé a peut-être simplement fait pencher la balance ; la physique thermique propre de la lune a ensuite pris le relais, transformant une simple tache en ce monde bicolore éclatant que nous voyons.

La muraille autour du monde

Lorsque Cassini photographia Japet en décembre 2004, elle révéla un relief que personne n'avait prédit : une crête de montagnes courant presque exactement le long de l'équateur. S'étendant sur environ 1 300 km, large jusqu'à 20 km, et atteignant environ 13 km de haut — avec des pics individuels s'élevant à plus de 20 km, parmi les plus hauts de tout le Système solaire —, cette crête suit la ligne équatoriale avec une telle précision qu'elle donne à la lune un profil distinctif en forme de noix, aplati. Parmi ses sommets nommés figurent Toledo Montes, Tortelosa Montes et Carcassonne Montes.

Personne n'est certain de sa formation. Les hypothèses dominantes se répartissent en deux camps : soit Japet tournait autrefois bien plus vite et s'est figée dans une forme aplatie tandis qu'une croûte rigide fixait ce renflement, soit un ancien anneau de débris est retombé en pluie sur l'équateur et s'est accumulé en une chaîne de montagnes. La crête ne se trouve que du côté sombre de Cassini Regio, ce qui laisse l'énigme bien ouverte.

Une orbite à part

Japet fait le tour de Saturne à environ 3,56 millions de km — environ trois fois la distance de Titan —, mettant 79,3 jours à boucler une orbite. Son orbite est aussi fortement inclinée, à 15,47° par rapport à l'équateur de Saturne, contrairement aux autres grandes lunes qui évoluent presque à plat dans le plan des anneaux. Cette distance et cette inclinaison remontent probablement à une violente rencontre gravitationnelle survenue tôt dans l'histoire du système.

La récompense est une vue qu'aucune autre grande lune saturnienne ne peut offrir. Comme Japet évolue si haut au-dessus du plan des anneaux, c'est la seule grande lune depuis laquelle les anneaux de Saturne apparaîtraient ouverts et spectaculaires plutôt que vus par la tranche et presque invisibles. Un observateur posté sur la crête verrait la géante zébrée et ses anneaux suspendus dans un ciel noir pendant des semaines d'affilée.

Comment nous avons appris à la connaître

Pendant trois siècles, Japet ne fut guère plus qu'un point de lumière variable. Voyager 1 et Voyager 2 renvoyèrent les premiers gros plans flous en 1980 et 1981, confirmant la division clair-obscur mais laissant les détails non résolus. Le véritable bilan vint avec l'orbiteur Cassini de la NASA et de l'ESA, qui étudia la lune lors de plusieurs passages — une étude distante le 31 décembre 2004, et un survol ciblé le 10 septembre 2007 qui la frôla à environ 1 227 km de la surface. Ces rencontres de Cassini ont livré les cartes de température, l'imagerie de la crête et les données de composition à l'origine de presque tout ce que nous comprenons aujourd'hui de ce monde.