Les satellites de glace

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Satellites d'Uranus

 Les satellites de glace Satellites d'Uranus Ariel
Ariel
Ariel :
La découverte d'Ariel, tout comme celle d'Umbriel, est attribuée à William Lassel, en 1851. Ce satellite a une composition similaire à celles des autres grands satellites d'Uranus, c'est-à-dire de 40 à 50 % de glace d'eau et le reste fait de roches. La couleur de sa surface, grise, est également similaire à celle de ces autres satellites mais Ariel est le satellite d'Uranus dont l'albédo est le plus élevé: 0.25 à 0.30 en moyenne. Certaines régions particulièrement réfléchissantes atteignent même un albédo de 0.45; ces régions sont en fait constituées de dépôts provenant de l'intérieur d'Ariel et éjectés lors d'impacts météoritiques, comme certaines zones claires sur notre Lune.
Image de Voyager 2
 
Distance à Uranus190 930 km
Période de révolution2.52 jours terrestres
Diamètre1158 km
Masse (Terre=1)0.0002260
Densité (eau =1)1.66
Compositionglace d'eau (40-50%), roches
et traces de NH3 et CO2
Albédo0.25-0.30
Température de surface-187 °C
La surface est constituée d'un mélange de zones cratérisées et de vallées interconnectées de plusieurs centaines de km de long et de plus de 10 km de profondeur. Certains cratères ont perdu leur forme d'origine à cause du phénomène de relaxation visqueuse. La surface d'Ariel est donc relativement jeune, mais néanmoins plus vieille que celle d' Encelade. On peut donc en déduire qu'Ariel a connu dans le passé une activité géologique due à un intérieur chaud. Cette chaleur provenant peut-être de la dissipation de marée rendue possible par des résonances avec d'autres satellites d'Uranus.

Les vallées sont en fait les conséquences d'un phénomène d'expansion de la croûte qui aurait pu avoir lieu lors du refroidissement du satellite. Les plus grandes fractures ont par la suite été remplies avec des matériaux plus jeunes (le processus est similaire aux grabens). Ces dépôts plus jeunes sont peu cratérisés par rapport aux autres zones de la surface et présentent à leur tour des fractures sinueuses, mais plus petites. On ne sait pas si elles ont une origine tectonique ou si elles sont les conséquences de l'écoulement des matériaux qui emplissent les grandes vallées. Il n'y a aucune certitude à propos de la structure interne d'Ariel. Le peu d'informations à la disposition des chercheurs sont les quelques clichés de la sonde Voyager 2 qui est passée au plus près à 130,000 km d'Ariel. Le modèle le plus en accord avec ces observations limitées implique une structure différenciée (modèle 4 dans la figure suivante).

Ariel aurait un noyau rocheux suivi d'un manteau malléable majoritairement composé di-hydrate d'ammoniac (NH3-2H20) et enfin, une croûte rigide de glace d'eau pure. La présence d'ammoniac explique l'aspect des dépôts dans les vallées. En effet l'eau ne pourrait pas simplement remonter et s'écouler pour remplir les vallées, puisqu'aux températures régnant à la surface d'Ariel, l'eau ne peut pas être liquide. L'ammoniac rend la matière composant le manteau malléable (sur de grandes échelles de temps).


Structure interne et composition
Mais d'autres modèles, impliquant une différentiation plus ou moins avancée, ont également été proposés.
  • Modèle 1: un mélange indifférencié (homogène) de glace et de roche avec des traces d'ammoniac, suivi d'une fine croûte de glace d'eau
  • Modèle 2: un mélange indifférencié (homogène) de glace et de roche suivi d'une croûte d'hydrate d'ammoniac
  • Modèle 3: un noyau rocheux suivi d'un manteau de glace et d'une croûte d'hydrate d'ammoniac
Le spectre d'Ariel entre certaines longueurs d'onde a été obtenu depuis la Terre (Mauna Kea). Cela a permis de trouver d'autres composants participant à la composition de la glace de surface, comme le CO2. Le CO2 n'est présent que sur un seul hémisphère d'Ariel.



Figures 1 à 4 (crédit: JPL/NASA)


2 and 3 Détails de la surface:
en rouge: cratère dégradé par relaxation visqueuse
en bleu: vallée emplie de dépôts plus jeune
en vert: petite fracture sinueuse dans les dépôts
4) différents modèles de structure interne pour Ariel (Prieto and J. Kargel)


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