Due to tidal effects, the rotation of the natural satellites is expected to be synchronous with their revolution, i.e. they perform a whole rotation during a complete revolution around their parent planet. It corresponds to a dynamical equilibrium state, that involves that the satellite always shows the same side to its planet.

Figure 1:Titan vu par Cassini. La période de Titan autour de Saturne est d’environ 16 jours (image NASA/ESA) Cliquer sur l’image pour l’agrandir

Cassini spacecraft has recently observed a slight super-synchronous rotation of Titan (+0.004%) and the authors interpret it as a signature of an internal ocean, that would dissociate the rotation of Titan’s crust from this of the core, justified by the fact that the motion of the crust would be sensitive to the energy exchanges with the atmosphere.

Another explanation is being proposed by researchers of the University of Namur (Belgium), the University of Lille 1 and Paris Observatory (IMCCE). Following Benoît Noyelles, Anne Lemaître and Alain Vienne, there could be a dynamical forcing of the angle (the wobble) between Titan’s rotation and pole axes, that could false the measurement of Titan’s spin rate if these axes were considered as equal.

Cassini space mission has been extended for at least two years, so more accurate measurements would allow to confirm or refine these explanations.

References

Lorenz R., Stiles B., Kirk R. et al., 2008, "Titan’s Rotation Reveals an Internal Ocean and Changing Zonal Winds", Science, 319, 1649

Noyelles B., Lemaitre A. & Vienne A., 2008, "Titan’s rotation : A 3-dimensional theory", Astron. Astrophys., 478, 959-970

Noyelles B., 2008, "Titan’s rotational state : The effects of a forced "free" resonant wobble", Cel. Mech. Dyn. Astr., in press, arXiv:0709.2293

Contact

Benoît Noyelles (Observatoire de Paris, IMCCE)

Alain Vienne (Observatoire de Paris, IMCCE, et Université de Lille)

Dernière modification le 4 mars 2013

Il est attendu que la rotation des satellites naturels soit synchrone, c’est-à-dire que les satellites font un tour sur eux-mêmes pendant qu’ils font un tour autour de la planète. Il s’agit d’un état d’equilibre dynamique qui a pour conséquence que le satellite présente toujours la même face à la planète.

Figure 1:Titan vu par Cassini. La période de Titan autour de Saturne est d’environ 16 jours (image NASA/ESA) Cliquer sur l’image pour l’agrandir

Récemment la sonde Cassini a observé une rotation de Titan très légèrement super-synchrone (+0.004%) et les auteurs considèrent ce résultat comme la signature d’un océan interne, qui découplerait la rotation de la surface de celle du reste du corps et qui la rendrait sensible aux échanges d’énergie avec l’atmosphère.

Une autre hypothèse est avancée par une équipe mixte de l’Université de Namur (Belgique), de l’Université de Lille 1 et de l’Observatoire de Paris (Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides). Selon Benoît Noyelles, Anne Lemaître et Alain Vienne, il y aurait un forçage de la séparation (wobble) entre l’axe de rotation de Titan et l’axe des pôles, qui par un phénomène de composition de mouvement pourrait fausser la mesure de la vitesse de rotation si ces 2 axes étaient assimilés l’un à l’autre.

La mission Cassini devant encore durer plusieurs années, des mesures plus précises permettront de départager ces 2 hypothèses !

Références

Lorenz R., Stiles B., Kirk R. et al., 2008, "Titan’s Rotation Reveals an Internal Ocean and Changing Zonal Winds", Science, 319, 1649

Noyelles B., Lemaitre A. & Vienne A., 2008, "Titan’s rotation : A 3-dimensional theory", Astron. Astrophys., 478, 959-970

Noyelles B., 2008, "Titan’s rotational state : The effects of a forced "free" resonant wobble", Cel. Mech. Dyn. Astr., in press, arXiv:0709.2293

Contact

Benoît Noyelles (Observatoire de Paris, IMCCE)

Alain Vienne (Observatoire de Paris, IMCCE, et Université de Lille)

Dernière modification le 22 février 2013