Le télescope spatial James Webb a capturé une image inédite de Saturne, révélant des détails fascinants sur la planète, ses anneaux et ses lunes. Cette observation, réalisée à une longueur d’onde spécifique, a permis de découvrir des structures atmosphériques jusqu’ici inconnues et d’étudier les anneaux de Saturne avec une précision jamais atteinte. La compréhension du système Saturne s’en trouvera grandement améliorée.
Les avancées technologiques dans les domaines de l’astronomie et de l’exploration spatiale, comme le développement de télescopes spatiaux de plus en plus sophistiqués, nous permettent de sonder les profondeurs de l’espace toujours plus en détail. Le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA est un exemple éloquent de ces avancées.
Récemment, le 25 juin 2023, il a dirigé son objectif vers Saturne, la sixième planète de notre système solaire, réputée pour ses anneaux spectaculaires, pour en dévoiler des détails sans précédent, incluant ses lunes. Cette étude marque une première dans l’observation de Saturne à cette longueur d’onde infrarouge. Les implications de cette découverte sont vastes, allant de la révision de nos modèles actuels de Saturne à l’ouverture de nouvelles voies pour l’observation du système solaire.
Les anneaux de Saturne : une beauté complexe
L’image est obtenue grâce à l’instrument NIRCam (Near-Infrared Camera) embarqué par James Webb. À la longueur d’onde infrarouge, Saturne apparaît extrêmement sombre, car le méthane présent dans son atmosphère absorbe presque toute la lumière du soleil. En revanche, les anneaux glacés de la planète restent relativement lumineux, ce qui donne à Saturne une apparence inhabituelle. Ses anneaux sont composés d’un éventail de fragments rocheux et glacés, dont la taille varie de celle d’un grain de sable à celle de montagnes terrestres.
L’image révèle également trois de ses 145 satellites naturels, dont Dioné, Encelade et Téthys. Encelade, en particulier, suscite l’intérêt des astrobiologistes, car il est supposé posséder un océan d’eau liquide sous sa coquille glacée. Cette lune projette une partie de son eau souterraine dans l’espace via des geysers situés près de son pôle Sud. Ces caractéristiques spectaculaires ont été découvertes par la sonde Cassini de la NASA en 2005 et ont été récemment observées par James Webb.
Des observations qui révèlent les saisons de Saturne
De plus, l’image offre une perspective unique sur les changements saisonniers de Saturne. En effet, la planète géante gazeuse, comme la Terre, connaît des variations saisonnières dues à l’inclinaison de son axe de rotation. Actuellement, c’est l’été dans l’hémisphère Nord de Saturne, ce qui signifie que ce dernier est plus directement exposé au soleil. À l’opposé, l’hémisphère Sud sort de l’obscurité de l’hiver, une période pendant laquelle il est moins éclairé.
Le télescope fait apparaître le pôle Nord de Saturne particulièrement sombre. Cette obscurité pourrait être le résultat d’un processus saisonnier encore inconnu qui affecte les aérosols polaires, ces particules en suspension dans l’atmosphère de la planète. Ces dernières jouent un rôle crucial dans l’absorption et la réflexion de la lumière solaire, et peuvent donc influencer l’apparence de la planète.
En outre, un léger éclat est visible sur le bord du disque de Saturne. Plusieurs hypothèses sont envisagées pour expliquer ce phénomène. Il pourrait s’agir de la fluorescence du méthane en haute altitude. Il s’agit d’un processus par lequel le méthane absorbe la lumière solaire et réémet de la lumière à une longueur d’onde différente. Une autre possibilité est l’émission de l’ion trihydrogène (H3+) dans l’ionosphère de Saturne, la couche supérieure de l’atmosphère où les gaz sont ionisés par le rayonnement solaire. Il est également possible que ces deux processus contribuent à l’éclat observé, comme le souligne le communiqué de la NASA.
Pour confirmer ces hypothèses, les chercheurs prévoient d’utiliser la spectroscopie de James Webb, une technique qui permet d’analyser la lumière pour déterminer les propriétés chimiques et physiques d’un objet.
Un pas de plus vers la compréhension de Saturne
Ces observations s’inscrivent dans le cadre d’un programme d’observation plus large visant à tester la capacité du télescope à détecter des lunes faibles autour de la planète et ses anneaux lumineux. En se déplaçant de l’intérieur vers l’extérieur des anneaux de Saturne, il est facile d’observer l’anneau C sombre, l’anneau B brillant, la division Cassini étroite et sombre et l’anneau A moyennement brillant avec l’Encke Gap sombre près de son bord extérieur.
De plus, sur le bord extérieur de l’anneau A, le brin étroit connu sous le nom d’anneau F, est visible. Les anneaux projettent une ombre sur la planète et vice versa. Des expositions supplémentaires plus profondes permettront aux scientifiques d’étudier les anneaux les plus faibles de Saturne, y compris l’anneau G mince et l’anneau E diffus.
Toute nouvelle lune découverte pourrait aider les scientifiques à dresser un tableau plus complet du système actuel de Saturne, ainsi qu’à comprendre son passé. Les missions précédentes, comme Pioneer 11, Voyagers 1 et 2, la sonde Cassini et le télescope spatial Hubble, ont suivi l’atmosphère et les anneaux de Saturne pendant de nombreuses décennies. Ces observations avec JWST ne sont qu’un avant-goût de ce que cet observatoire apportera à l’histoire de Saturne dans les années à venir.