Analyse des images hyperspectrales de VIMS : Etude du système atmosphère-surface-lacs de Titan, application aux cas d'Exo-Titans.

par Maélie Coutelier

Projet de thèse en CPI - Chimie et Physique de l'Ingénieur

Sous la direction de Daniel Cordier et de Pascal Rannou.

Thèses en préparation à Reims , dans le cadre de SNI - Sciences du Numérique et de l'Ingénieur , en partenariat avec GSMA - Groupe de Spectroscopie Moléculaire et Atmosphérique (laboratoire) et de Equipe Aéronomie-GSMA (equipe de recherche) depuis le 02-11-2017 .


  • Résumé

    Titan, la plus grosse lune de la planète géante Saturne, possède une atmosphère dense d'azote et de méthane. Irradiée par le soleil, l'atmosphère produit une chimie organique complexe et des aérosols. A basse altitude un cycle du méthane, comparable à celui de l'eau sur terre, est à l'œuvre. Cependant, les détails de ce cycle sont très mal connus. Des mers d'hydrocarbures sculptent les paysages des régions polaires et produisent une surface complexe. La mission Cassini-Huygens a exploré le système de Saturne, et donc Titan, depuis 13 ans et l'interprétation peut prendre encore des années ou même des décennies. Ce projet vise à poursuivre le travail d'analyse des données issues de Cassini-Huygens qui sont, en grande partie, publiques et donc disponibles. Dans l'équipe, une forte expertise, internationalement reconnue (collaboration avec le Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, publication dans Nature Astronomy sous presse, etc) est présente concernant l'analyse des observations de Titan et les processus physiques en jeu. L'objectif de ce projet est de continuer la caractérisation des propriétés physiques de Titan (brume, nuages, surface,...) et, ce faisant, déterminer la nature de la surface qui est masquée par l'atmosphère. Ensuite, nous utiliserons des modèles de thermochimie et d'écoulement de cryolave de la surface de Titan (modèles disponibles au laboratoire) pour comprendre et expliquer ces résultats. Titan a un important potentiel pré-biotique et pourrait être le prototype d'objets similaires qu'on découvrira peut être dans le futur parmi les exoplanètes.

  • Titre traduit

    Analysis of hyperspectral pictures produced by the instrument VIMS : Study of the Titan's system atmosphere-surface-lakes. Applications to possible « Exo-Titans »


  • Résumé

    Titan, the main satellite of the giant planet Saturn, possesses a dense atmosphere, made of nitrogen and methane. From these species, the solar irradiation produces radicals that are the starting point of a complex organic chemistry. The numerous products of these chemistry range from simple molecules like ethane to nanometric aerosols particles. In the lowest atmospheric layers, a “hydrologic” cycle, based on methane, is at work. Nonetheless, the details of this cycle are still not well known. Seas of hydrocarbons sculpt polar landscapes and produce a complex surface. The Cassini-Huygens mission has explored the Saturn system for 13 years, delivering a huge amount of data, which interpretation will last far beyond the scheduled end of the mission in next September. This project is aimed at continuing the analysis effort of Cassini data, particularly those coming from the VIMS instrument. These data will be publicly available, and then, freely usable during the project. In our Team, a strong expertise, internationally recognized (collaborations with the Jet Propulsion Laboratory at Pasadena, recent papers in Nature Astronomy, ...) about the analysis of Titan's observations and physical processes involved at Titan (haze, clouds, surface, ...) is present, allowing the determination of the properties of the surface. This work will be performed by using and improving models developed in our team. In a second step, the student will develop models of Titan's surface properties to interpret the observational data. Titan has a great pre-biotic potential and would be the prototype of similar objects that could be discovered among exoplanets.