De récentes études concernant les mystérieux anneaux de Saturne ont révélé une possible origine liée à une collision de satellites naturels glacés. Les données de la sonde Cassini et des simulations détaillées ont guidé cette découverte, suggérant une formation récente des anneaux.
Les anneaux de Saturne, ces structures gigantesques fascinantes, ont longtemps été enveloppés de mystère, suscitant de nombreuses questions quant à leur origine. Des recherches récentes, combinant simulations avancées et données de la sonde Cassini, suggèrent une origine inattendue pour ces structures emblématiques.
Une collision entre deux satellites naturels glacés pourrait être la clé de leur naissance, offrant une perspective renouvelée sur l’évolution de Saturne et ouvrant la voie à de nouvelles explorations des conditions potentiellement habitables de ses lunes. Les travaux des chercheurs de la NASA, de l’Université de Durham et de l’Université de Glasgow sont disponibles dans la revue The Astrophysical Journal.
Des anneaux jeunes
Les révélations de la mission Cassini ont été cruciales pour comprendre la composition des anneaux de Saturne. Les données recueillies ont montré que ces anneaux sont majoritairement constitués de glace, avec une minime présence de poussières. Cette composition suggère qu’ils sont relativement jeunes, surtout comparés à l’âge du système solaire, estimé à 4,5 milliards d’années.
Cette indication de jeunesse a été un élément déclencheur pour les scientifiques, les poussant à approfondir leurs investigations sur leur origine. Ils ont cherché à déterminer si ces structures pouvaient effectivement avoir une origine récente, notamment la collision de satellites naturels. Pour ce faire, ils se sont appuyés sur des simulations hydrodynamiques de pointe effectuées avec des superordinateurs avec le logiciel SWIFT, afin de modéliser les conditions et les processus qui auraient pu conduire à la formation des anneaux.
Des modélisations essentielles
L’équipe de recherche a donc mené une série de simulations examinant près de 200 scénarios de collision différents. Ces simulations avaient pour but de déterminer si des impacts entre objets célestes pouvaient générer suffisamment de débris glacés pour créer des anneaux similaires à ceux de Saturne. Leur taille aurait probablement été similaire à celle de deux des lunes actuelles de Saturne, à savoir Dione et Rhéa.
Ils ont surtout étudié la façon dont ces débris seraient projetés dans la limite de Roche de Saturne, une région autour de la planète où les forces de marée sont assez fortes pour décomposer les objets en fragments plus petits.
Les résultats de ces simulations ont été révélateurs. Ils ont montré que de nombreux scénarios de collision pouvaient effectivement projeter une quantité suffisante de glace pour former des anneaux. Vincent Eke, de l’Université de Durham et co-auteur de l’article, explique dans un communiqué : « Ce scénario conduit naturellement à des anneaux riches en glace. Lorsque les lunes progénitrices glacées s’entrechoquent, la roche située au cœur des corps en collision est moins dispersée que la glace sus-jacente ».
De la glace et des débris rocheux auraient également heurté d’autres lunes du système, provoquant potentiellement une cascade de collisions. Un tel effet multiplicateur aurait pu perturber n’importe quel autre satellite naturel précurseur en dehors des anneaux, à partir duquel les lunes de Saturne actuelles auraient pu se former.
Quel est l’évènement déclencheur ?
Deux des anciennes lunes de Saturne auraient pu être poussées dans une collision par les effets généralement faibles de la gravité du Soleil « s’additionnant » pour déstabiliser leurs orbites autour de la planète. Dans la bonne configuration des orbites, l’attraction supplémentaire du soleil peut avoir un effet boule de neige — une « résonance » — qui allonge et incline les orbites généralement circulaires et plates des lunes jusqu’à ce que leurs trajectoires se croisent, entraînant un impact à grande vitesse.
Rhéa, satellite naturel de Saturne, orbite aujourd’hui juste au-delà de l’endroit où une lune rencontrerait cette résonance. Comme la Lune de la Terre, les satellites de Saturne migrent vers l’extérieur de la planète au fil du temps. Donc, si Rhéa était ancienne, elle aurait traversé la résonance dans un passé récent. Cependant, l’orbite de Rhéa est très circulaire et plate. Cela suggère donc qu’elle n’a pas subi les effets déstabilisateurs de la résonance et qu’elle s’est formée plus récemment.
La nouvelle recherche concorde avec les preuves selon lesquelles les anneaux de Saturne se sont formés récemment, mais de grandes questions restent ouvertes. Si au moins certaines des lunes glacées de Saturne sont également jeunes, qu’est-ce que cela pourrait signifier pour le potentiel de vie dans les océans sous la surface de mondes comme Encelade ? Les recherches futures basées sur ces travaux aideront à en apprendre davantage sur cette planète et les mondes glacés qui gravitent autour d’elle.
Source : The Astrophysical Journal
VIDÉO : Présentation de la collision entre lunes à l’origine des anneaux de Saturne. © NASA/Université de Durham/Université de Glasgow/Jacob Kegerreis/Luís Teodoro