L’une des questions qui taraude les astronomes au sujet de Saturne est pourquoi l’un des anneaux les plus externes de la planète Saturne est-il flanqué de deux petites lunes ? Jusqu’alors, les scientifiques en connaissaient surtout l’utilité : ces deux lunes, qui se comportent comme des « gardiens », empêchent les particules glacées de l’anneau de s’échapper. 

Saturne est une géante gazeuse entourée d’anneaux composés de poussières

Lundi, une étude publiée par la revue britannique Nature Geosciences avance enfin une théorie : il serait le fruit de la collision de deux satellites qui viendraient du bord des principaux anneaux de Saturne. Pour la comprendre, il faut d’abord se pencher sur ce qu’est Saturne.

Saturne est une planète géante, au même titre que Jupiter, Uranus et Neptune, et plus précisément une géante gazeuse de type Jupiter froid comme Jupiter. D’un diamètre d’environ neuf fois et demi celui de la Terre, elle est majoritairement composée d’hydrogène et d’hélium. Sa masse vaut 95 fois celle de la Terre et son volume 900 fois celui de notre planète. Sa période de révolution est d’environ29 ans. Elle était au périhélie le . Elle sera à l’aphélie le puis au périgée le .

Saturne possède un système d’anneaux, composés principalement de particules de glace et de poussière. Saturne possède de nombreux satellites, dont cinquante-trois ont été confirmés et nommés. Titan est le plus grand satellite de Saturne et la deuxième plus grande lune du Système solaire après Ganymède autour de Jupiter. Titan est plus grand que la planète Mercure et est la seule lune du Système solaire à posséder une atmosphère significative.

Tenter de percer le mystère de l’anneau F

Les anneaux sont désignés par des lettres. Le F, qui se situe à 140.180 km de Saturne, est l’un des plus minces. Découvert en 1979 par la sonde américaine Pioneer 11, il ne fait que 100 km de large environ. Curieusement, il est escorté de chaque côté par deux lunes, Prométhée et Pandore, des « satellites gardiens ». La gravité qu’elles engendrent confine l’anneau. Les particules qui s’en éloignent sont soit renvoyées dans l’anneau soit intégrées aux lunes.

Deux chercheurs du département de planétologie de Kobe (Japon), Ryuki Hyodo et Keiji Ohtsuki, ont donc réalisé des simulations numériques pour tenter de percer le mystère de l’anneau F. Selon eux, la collision de deux des nombreux petits satellites qui s’accumulent au bord des anneaux principaux de Saturne et sont soumis à ses marées et à leur propre gravité, est à même de produire un système comparable à l’anneau F et ses satellites « gardiens ».

La collision entre deux agrégats possédant des noyaux pourrait expliquer non seulement l’anneau F de Saturne

Il faut pour cela que les satellites aient des noyaux plus denses (faits soit de particules denses de silicate, soit d’un gros morceau de glace rigide). Dans ce cas, une partie des satellites peut survivre à une collision. Chaque satellite adopte alors une nouvelle orbite, différente de celle de l’autre et les particules prises entre les deux forment un anneau de poussières et de glace.

En revanche, si les satellites n’ont pas de noyau et sont entièrement composés de petites particules de glace, ils sont totalement détruits par la collision et cela ne donne qu’un anneau. « La collision entre deux agrégats possédant des noyaux pourrait expliquer non seulement l’anneau F de Saturne mais aussi des éléments du système d’Uranus qui possède au moins une douzaine d’anneaux étroits avec des lunes gardiennes », souligne Aurélien Crida, de l’Institut Universitaire de France, dans un commentaire publié par Nature.

Anneau F

L’anneau F orbite à 140 180 km du centre de Saturne et s’étend sur quelques centaines de km.

Très fin, l’anneau F est encadré par deux satellites bergers qui le confinent : Prométhée sur son bord intérieur et Pandore sur son bord extérieur.

Des images prises par la sonde Cassini ont montré que l’anneau F est constitué d’un anneau central autour duquel s’enroule une structure en spirale. Elles ont également mis en évidence l’échange de matière entre l’anneau F et Prométhée et les nœuds que l’attraction du satellite créent dans la matière de l’anneau jusqu’à y créer parfois des agrégats de glace de quelques centaines de mètres qui, en traversant l’anneau à faible vitesse (2 m/s) et le frappant en groupe, créent différentes perturbations (mini-jets de 40 à 80 km de long, sillons et vagues). (source wikipedia)