Titan

Titan est la plus grande lune de Saturne et la deuxième plus grande du Système solaire — un monde de 2 575 km de rayon, plus grand que la planète Mercure et environ une fois et demie plus large que la Lune terrestre. Mais ce n'est pas sa taille qui la distingue. Titan est la seule lune connue dotée d'une atmosphère substantielle, un voile dense et brumeux d'azote et de méthane si épais que, pendant des siècles, il a entièrement caché la surface à la vue. Sous ce smog orangé se trouve le seul autre endroit du Système solaire où du liquide stable s'accumule aujourd'hui à la surface : non pas de l'eau, mais des rivières, des lacs et des mers de méthane et d'éthane liquides et glacés.

Le résultat est un paysage étrangement familier, bâti sur une chimie entièrement extraterrestre. Titan a des nuages, de la pluie, des dunes, des chenaux fluviaux, des rivages et un cycle météorologique saisonnier — le tout fonctionnant aux hydrocarbures, à une température d'environ −179 °C, où la glace d'eau est aussi dure que la roche et où le méthane joue le rôle que joue l'eau sur Terre.

Découverte et un nom mythique

L'astronome et physicien néerlandais Christiaan Huygens repéra Titan le 25 mars 1655, à l'aide d'un télescope réfracteur qu'il avait construit avec son frère. Ce fut la première lune découverte en orbite autour de Saturne, et seulement la sixième lune connue du Système solaire, après la Lune terrestre et les quatre satellites galiléens de Jupiter. Huygens l'appela simplement la lune de Saturne ; le nom Titan — d'après les divinités géantes de la mythologie grecque qui précédèrent les dieux olympiens — fut suggéré près de deux siècles plus tard, en 1847, par l'astronome John Herschel.

Titan orbite autour de Saturne une fois tous les 15 jours et 22 heures (environ 15,945 jours), à une distance d'environ 1,22 million de km, sur une trajectoire presque parfaitement plane inclinée de seulement 0,35° par rapport à l'équateur de Saturne. Comme la plupart des grandes lunes, elle est verrouillée gravitationnellement, présentant la même face tournée vers sa planète tout au long de chaque orbite.

Une atmosphère plus dense que celle de la Terre

Titan est la seule lune du Système solaire enveloppée d'une atmosphère épaisse et permanente. Elle est composée d'environ 95 % d'azote et 5 % de méthane, avec des traces d'autres composés riches en carbone — la seule atmosphère dominée par l'azote en dehors de celle de la Terre. À la surface, la pression est environ 1,45 fois celle de la Terre au niveau de la mer, si bien qu'un visiteur ressentirait à peu près le poids de l'air que l'on trouve à environ cinq mètres sous l'eau dans un océan terrestre.

La lumière solaire décompose le méthane dans la haute atmosphère, et les fragments se recombinent en une épaisse brume orangée de molécules organiques complexes appelées tholins. Cette brume explique pourquoi Titan ressemblait à une bille d'ambre sans relief pour tous les télescopes et survols avant Cassini — et pourquoi comprendre ce qui se cachait dessous exigeait des instruments capables de voir à travers.

Des mers de méthane et un océan caché

Le radar de Cassini, capable de percer la brume, révéla que les régions polaires de Titan sont parsemées de véritables lacs et mers de méthane et d'éthane liquides. Le plus grand, Kraken Mare, près du pôle nord, couvre une superficie comparable ou légèrement supérieure à celle de la mer Caspienne terrestre, ce qui en fait la plus grande étendue de liquide de surface connue en dehors de notre propre planète ; Ligeia Mare et Punga Mare se trouvent à proximité, le radar montrant que Ligeia atteint par endroits environ 170 m de profondeur. Plus au sud se trouve Ontario Lacus, un lac de taille comparable au lac Ontario, son homonyme terrestre. Le méthane s'évapore, forme des nuages, et retombe en pluie, creusant des chenaux fluviaux et façonnant des rivages dans un cycle hydrologique complet — le seul, avec celui de la Terre, connu pour déplacer du liquide à la surface d'une planète.

Plus profondément encore, Titan semble cacher un second réservoir. Les mesures de gravité de Cassini, et les signaux radio enregistrés par la sonde Huygens lors de sa descente, pointent vers un océan global d'eau liquide — probablement chargée de sels et d'ammoniac — enfoui à environ 55 à 80 km sous la croûte glacée. Cette combinaison de chimie organique de surface et d'eau liquide souterraine fait de Titan l'un des lieux les plus fascinants du Système solaire pour se demander si la vie pourrait naître d'une chimie de départ entièrement différente de la nôtre.

L'atterrissage de Huygens

Presque tout ce que nous savons de la surface de Titan a commencé par une seule descente extraordinaire. Transportée vers Saturne à bord de l'orbiteur Cassini de la NASA — une mission conjointe avec les agences spatiales européenne et italienne, lancée en octobre 1997 —, la sonde Huygens, construite par l'ESA, se sépara le 25 décembre 2004 et descendit en parachute à travers l'atmosphère de Titan le 14 janvier 2005. Pendant environ deux heures et demie, elle échantillonna l'air, photographia la surface, puis se posa sur une plaine humide jonchée de blocs arrondis de glace d'eau ressemblant à des galets, continuant à transmettre pendant plus d'une heure depuis le sol.

Ce fut le premier atterrissage jamais réalisé dans le Système solaire externe, et le premier sur une lune autre que la nôtre. Huygens renvoya des images de chenaux fluviaux ramifiés et d'une frontière ressemblant à un rivage, une preuve directe que des liquides avaient coulé à travers ce monde gelé.

Dragonfly : la prochaine visiteuse

L'air épais et la faible gravité de Titan en font, contre toute attente, le monde le plus facile du Système solaire pour voler — et la NASA compte en profiter. Dragonfly, un giravion à propulsion nucléaire construit et exploité par le Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, doit être lancé en juillet 2028 et arriver au milieu des années 2030. Plutôt que de rouler comme un rover, il bondira d'un site à l'autre grâce à des rotors de type hélicoptère, en commençant parmi les dunes équatoriales de Shangri-La et en progressant vers le cratère d'impact Selk, où eau, composés organiques et énergie se sont peut-être un jour mêlés.

L'objectif de la mission est d'échantillonner directement la riche chimie prébiotique de Titan et d'évaluer jusqu'où les ingrédients de la vie ont pu progresser — en transportant des instruments de laboratoire vers des dizaines de sites à travers un paysage qu'aucune sonde n'a touché depuis que Huygens s'est tue.

Comment observer Titan

Titan est la seule lune saturnienne confortablement à la portée d'une modeste lunette d'amateur. Brillant à environ la huitième magnitude, elle apparaît comme un point de lumière stable près de Saturne, jamais tout à fait un disque mais visiblement doré à travers une bonne optique. L'astuce consiste à observer son mouvement : en environ huit jours, elle passe d'un côté de Saturne à l'autre, si bien qu'un croquis ou une photo prise sur des nuits claires successives la montrera nettement changer de position. Les almanachs et les applications de planétarium peuvent indiquer de quel côté des anneaux regarder un soir donné, et toute lunette qui montre les anneaux de Saturne montrera aussi sa plus grande lune se tenant sur le côté.