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Les anneaux de Saturne pourraient être plus jeunes que les dinosaures

Publié par Le Nouveau Paradigme sur 13 Avril 2016, 14:36pm

Catégories : #Sciences

Les anneaux de Saturne sont-ils nés avec elle ou bien ont-ils été formés plus tard ? La question se pose depuis longtemps. Dernière hypothèse en date, basée sur les observations de la sonde Cassini et des simulations numériques des mouvements de ses lunes : ces anneaux sont nés récemment, alors que les dinosaures arpentaient déjà la Terre.

Laurent Sacco, Futura-Sciences

 

En 1610, Galilée est le premier à observer Saturne avec une lunette, remarquant sa forme étrange. En 1655, Huygens comprend que la géante est entourée d’un anneau et en 1675, Giovanni Domenico Cassini découvre qu’il est en fait composé d’un grand nombre d’anneaux concentriques séparés les uns des autres. En 1859, James Clerk Maxwell fait voler en éclats la théorie proposée par Laplace en 1787, selon laquelle les anneaux de Saturne sont solides. En se basant de façon ingénieuse sur les lois de la mécanique, Maxwell en déduit qu’ils sont probablement constitués d’un ensemble de petits corps en orbite. Il faudra attendre les travaux de Sofia Kovalevskaya (en français et en allemand, elle signe Sophie Kowalevski), une mathématicienne russe (1850-1891), pour avoir la preuve que les anneaux de Saturne ne peuvent pas être liquides. C’est finalement en 1895 que les observations de l’astronome états-unien James Edward Keeler établissent définitivement que Maxwell avait raison.


Les astrophysiciens et les mathématiciens intéressés par la cosmogonie tenteront ensuite d’expliquer la formation de ces anneaux et aussi de la dater. On a par exemple proposé qu'ils proviennent de la destruction d’un petit corps céleste qui se serait trop approché de Saturne. Il serait passé sous la limite définie par le mathématicien et astronome Edouard Roche, c'est-à-dire la distance minimale en-deçà de laquelle un petit corps s'approchant d'un gros est détruit par les forces de marée.


Une vue des anneaux de Saturne et de ses lunes les plus proches. © Nasa

 

L'histoire des lunes de Saturne se lit dans leurs orbites
 

Les astronomes étudient toujours la question. La dernière nouvelle vient d'être publiée sur arXiv. Elle ne concerne toutefois ce sujet qu’indirectement puisque Matija Cuk, du Seti Institute, ainsi que Luke Dones et David Nesvorny, du Southwest Research Institute, se sont surtout intéressés à la modélisation de la mécanique céleste des lunes glacées de Saturne. En 2012, un groupe de chercheurs français était déjà parvenu à la conclusion que ces lunes doivent s’éloigner progressivement de la géante, mais à des vitesses différentes, en raison des forces de marée.


Or, les changements de leurs orbites modifient aussi les forces d’attraction gravitationnelle qui s'exercent entre elles. Il peut alors se produire ce que l’on appelle des résonances, lorsque les périodes des orbites se calent sur des rapports de nombres entiers (une lune fait x tours quand une autre en fait exactement y). Tout comme il suffit de pousser légèrement une personne sur une balançoire, au bon moment, donc avec une bonne fréquence, pour amplifier son mouvement, une telle résonance peut conduire des petits corps en orbite à en affecter d'autres de façon importante sur une échelle de temps assez grande. Les excentricités et les inclinaisons des orbites peuvent ainsi être notablement modifiées.


Les simulations conduites par les trois chercheurs états-uniens pour reconstituer l’histoire des lunes de Saturne les ont ainsi conduits à une découverte intéressante.


Une vue de Thétys prise par la sonde Cassini. La canyon Ithaca Chasma est bien visible. Il a probablement été formé sous l'influence de forces de marée de Dioné il y a des millions d'années. © Nasa

 

Des lunes et des anneaux nées de collisions

Les orbites de Téthys, Dioné et Rhéa auraient dû être passablement modifiées... sauf si elles existent depuis peu de temps à l’échelle de l’histoire du Système solaire. Cet âge peut être estimé en évaluant la quantité d’énergie nécessaire pour alimenter l’activité d’Encelade. On suppose pour cela que les geysers qui en sont l’expression la plus manifeste résultent, tout comme les volcans de Io, du chauffage de la lune par les forces de marée.

Cette estimation mène à la conclusion qu’à l’exception de Titan et Japet, plus lointaines, ces lunes glacées ne devraient avoir subi d’effets de marée et de perturbations gravitationnelles que depuis cent millions d’années tout au plus. Elles n’auraient donc commencé leurs orbites autour de Saturne qu'à cette époque.

Selon les chercheurs, il est raisonnable de penser que Thétis, Dionée et Rhéa seraient nées en même temps que les anneaux de Saturne. Elles se seraient formées avec les débris laissés par d’autres lunes que les perturbations gravitationnelles auraient conduites à entrer en collision ou à trop s’approcher de la géante. S’ils ont raison, les anneaux de Saturne ne seraient pas aussi anciens que la planète, comme certains le pensent. Munis de lunettes astronomiques, les dinosaures auraient donc pu assister à leur formation.

 

Encelade se trouve juste devant Thétys sur cette photo prise en septembre 25015 par la sonde Cassini avec au premier plan les anneaux de Saturne. Les deux lunes sont à environ 1,3 million de kilomètres de la sonde de la Nasa. © Nasa/JPL-Caltech/Space Science Institute

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