Atmosphère de Titan : des travaux de recherche menés à l’ICB
En collaboration avec l'Université Libre de Bruxelles, le LISA et le LESIA, des chercheurs (équipe MARS) du Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) se sont penchés sur une étude cruciale portant sur l'atmosphère de Titan, la lune de Saturne, et en particulier sur les signatures du méthane dans l'infrarouge lointain. Cette molécule revêt une importance fondamentale pour l'exploration des atmosphères planétaires, notamment pour la prochaine mission de la NASA, Dragonfly, qui prévoit l'utilisation d'un drone pour explorer Titan.
- Lire l'article de Soleil Synchrotron
- Richard, C., Boudon, V., Manceron, L., Vander Auwera, J., Vinatier, S., Bézard, B., Houelle, M. « Self and N2 collisional broadening of far-infrared methane lines at low-temperature with application to Titan » Icarus., 404:art.n° 115692. (2023).
- Contact : C. Richard, cyril.richard@u-bourgogne.fr
Le méthane est une molécule qui, en principe, ne devrait pas absorber le rayonnement infrarouge en raison de l'absence d'un moment dipolaire permanent. Cependant, lorsque cette molécule se trouve dans des états rotationnels ou vibrationnels excités, de faibles absorptions infrarouges se produisent. Les chercheurs ont entrepris une étude approfondie des spectres infrarouges du méthane à différentes pressions, à basse température, et en présence d'un mélange gazeux similaire à l'atmosphère de Titan, principalement composée d'azote et de méthane.
Ces mesures, malgré leur faible intensité, sont essentielles pour comprendre l'atmosphère de Titan, et notamment les paramètres de l'élargissement des raies spectroscopiques, ce qui contribue à améliorer les modèles atmosphériques. En prévision des missions spatiales à venir, comme Dragonfly, les scientifiques ont besoin de données de référence pour comparer avec les données collectées lors de ces missions, à l'instar de ce qui a été fait pour la mission Cassini-Huygens.
Pour mener à bien cette étude, les chercheurs ont utilisé le synchrotron, un instrument produisant une lumière de haute brillance dans l'infrarouge lointain, disponible sur la ligne AILES de SOLEIL. De plus, grâce à un équipement spécifique, ils ont pu effectuer des mesures d'absorption infrarouge à des températures très basses, similaires à celles de l'atmosphère de Titan, compensant ainsi la faible densité de molécules à étudier. Ces techniques ont permis d'observer les absorptions du méthane mélangé à l'azote dans la gamme infrarouge.
Les travaux réalisés ont permis de mesurer avec précision les coefficients d'élargissement des raies d'absorption du méthane, ainsi que leur dépendance à la température. Ces résultats constituent un outil précieux pour les astronomes, leur permettant de déterminer de manière précise le profil de concentration du méthane dans l'atmosphère de Titan.
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En collaboration avec l'Université Libre de Bruxelles, le LISA et le LESIA, des chercheurs (équipe MARS) du Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) se sont penchés sur une étude cruciale portant sur l'atmosphère de Titan, la lune de Saturne, et en particulier sur les signatures du méthane dans l'infrarouge lointain. Cette molécule revêt une importance fondamentale pour l'exploration des atmosphères planétaires, notamment pour la prochaine mission de la NASA, Dragonfly, qui prévoit l'utilisation d'un drone pour explorer Titan.
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- Richard, C., Boudon, V., Manceron, L., Vander Auwera, J., Vinatier, S., Bézard, B., Houelle, M. "Self and N2 collisional broadening of far-infrared methane lines at low-temperature with application to Titan" Icarus., 404:art.n° 115692. (2023).
- Contact : C. Richard, cyril.richard@u-bourgogne.fr
Le méthane est une molécule qui, en principe, ne devrait pas absorber le rayonnement infrarouge en raison de l'absence d'un moment dipolaire permanent. Cependant, lorsque cette molécule se trouve dans des états rotationnels ou vibrationnels excités, de faibles absorptions infrarouges se produisent. Les chercheurs ont entrepris une étude approfondie des spectres infrarouges du méthane à différentes pressions, à basse température, et en présence d'un mélange gazeux similaire à l'atmosphère de Titan, principalement composée d'azote et de méthane.
Ces mesures, malgré leur faible intensité, sont essentielles pour comprendre l'atmosphère de Titan, et notamment les paramètres de l'élargissement des raies spectroscopiques, ce qui contribue à améliorer les modèles atmosphériques. En prévision des missions spatiales à venir, comme Dragonfly, les scientifiques ont besoin de données de référence pour comparer avec les données collectées lors de ces missions, à l'instar de ce qui a été fait pour la mission Cassini-Huygens.
Pour mener à bien cette étude, les chercheurs ont utilisé le synchrotron, un instrument produisant une lumière de haute brillance dans l'infrarouge lointain, disponible sur la ligne AILES de SOLEIL. De plus, grâce à un équipement spécifique, ils ont pu effectuer des mesures d'absorption infrarouge à des températures très basses, similaires à celles de l'atmosphère de Titan, compensant ainsi la faible densité de molécules à étudier. Ces techniques ont permis d'observer les absorptions du méthane mélangé à l'azote dans la gamme infrarouge.
Les travaux réalisés ont permis de mesurer avec précision les coefficients d'élargissement des raies d'absorption du méthane, ainsi que leur dépendance à la température. Ces résultats constituent un outil précieux pour les astronomes, leur permettant de déterminer de manière précise le profil de concentration du méthane dans l'atmosphère de Titan.
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