Les anneaux de Saturne pourraient provenir d’une lune détruite nommée Chrysalis

Les origines des anneaux de Saturne, son inclinaison inhabituelle et l’étrange lien entre la planète et Neptune sont des mystères depuis des années. Ils pourraient tous être résolus par la destruction d’une lune

Espace


15 septembre 2022

Planète Saturne dans l'espace profond avec les principales lunes selon l'échelle (éléments de texture de la planète pour le rendu 3d fournis par la NASA

Comment Saturne a-t-il obtenu ses anneaux et son inclinaison ?

Shutterstock/Johan Swanepoel

Saturne a peut-être obtenu à la fois son inclinaison et ses anneaux d’une lune qui s’est déchirée. Des simulations utilisant les données du vaisseau spatial Cassini montrent qu’une lune supplémentaire entre Titan et Iapetus, détruite il y a entre 100 et 200 millions d’années, pourrait expliquer ces deux mystères de longue date.

L’axe de Saturne est incliné d’environ 27 degrés par rapport au plan de son orbite, et cette inclinaison change lentement au fil du temps dans un phénomène appelé précession, comme une toupie qui vacille sur une table. Le taux de cette précession est presque exactement le même que le taux de précession de l’orbite de Neptune, de sorte que les astronomes ont pensé que les deux pourraient être couplés ensemble, ce que l’on appelle une résonance. Si tel est le cas, il serait possible que le mouvement de Titan – la plus grande lune de Saturne – combiné à la résonance, ait entraîné Saturne sur le côté.

Cependant, lorsque Jack Sagesse au Massachusetts Institute of Technology et ses collègues ont examiné les données de Cassini, ils ont découvert que Saturne était à peine en dehors de cette résonance, indiquant peut-être qu’elle en avait été relativement récemment sortie. Ils ont également découvert que s’il avait déjà été dans la résonance, sur la base du mouvement actuel de Titan, il aurait maintenant une inclinaison d’environ 36 degrés.

Ils affirment que ces deux découvertes peuvent être expliquées par une lune supplémentaire qui a autrefois tourné autour de la planète, puis a été détruite ou jetée hors du système, poussant violemment Saturne hors de la résonance et la repoussant vers la verticale. “Lorsque vous avez un événement comme celui-là, tout le système aurait secoué et fait basculer Saturne vers le haut”, déclare Maryamé El Moutamid à l’Université Cornell à New York, qui n’a pas participé à ce travail.

Si la lune supplémentaire avait été détruite, les débris laissés derrière auraient pu devenir plus tard les anneaux de Saturne, ce qui a conduit les chercheurs à nommer cette lune détruite Chrysalis d’après la forme que prend une chenille lorsqu’elle se transforme en papillon. “Le papillon est longtemps en sommeil dans cette phase de chrysalide, puis il se dévoile et bat des ailes”, explique Wisdom. “De même, ce n’était qu’une petite lune faite de glace, puis les anneaux ont soudainement émergé lorsqu’elle a été déchirée.”

Si cet événement s’était produit il y a entre 100 et 200 millions d’années, cela expliquerait l’inclinaison actuelle de Saturne, sa proximité avec la résonance avec Neptune et l’origine des anneaux de Saturne, le tout d’un seul coup. Lorsque les chercheurs ont effectué 390 simulations du système de Saturne, y compris Chrysalis, 17 d’entre elles correspondaient approximativement au système que nous voyons maintenant, anneaux et tout.

Aussi élégante que puisse paraître cette solution, elle sera difficile à prouver, estime El Moutamid. “Il est difficile de valider un événement improbable, et ici, il y a deux événements improbables qui ont dû se produire en même temps”, dit-elle. “Mais la physique n’est pas fausse – les simulations montrent une petite probabilité, mais ce n’est pas négligeable.” Cela pourrait prendre un autre vaisseau spatial, en orbite extrêmement proche de Saturne afin qu’il puisse prendre des observations détaillées, pour savoir avec certitude si Chrysalis a existé.

Référence de la revue : La science, DOI : 10.1126/science.abn1234

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