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Après les anneaux, les arcs de Saturne

ActualitéClassé sous :Astronomie , Anthe , Methone

A la limite du pouvoir de détection des instruments de Cassini, ces images révèlent que certaines petites lunes de Saturne tournent à l'intérieur d'un anneau de poussières partiel, autrement dit un arc.

Autre vue de l’arc d’Anthe. Crédit : Nasa/JPL/Space Science Institute

Autour de Anthe et Methone, deux minuscules satellites de Saturne, de 2 et 3 kilomètres de diamètre, Cassini a repéré deux queues de poussière matérialisant leurs orbites en avant et en arrière, le long d'un arc s'étendant sur une distance considérable. L'observation n'est pas une surprise puisque l'arc de Methone avait déjà été détecté au moyen de l'instrument MII (Magnetospheric Imaging Instrument) de Cassini. Son existence est à présent confirmée visuellement. En revanche, l'arc d'Anthe était jusque-là ignoré des astronomes.

Sur la foi des données transmises par Cassini, ainsi que des caractéristiques orbitales, les scientifiques concluent que ces arcs sont produits par interaction avec la force d'attraction de la lune Mimas.

Anthe et Methone se trouvent en effet dans une zone de résonance entre la gravité de Saturne et celle de Mimas, ce qui rend leurs orbites instables en les faisant osciller d'avant en arrière dans une région en forme d'arc. « Lorsque nous avons réalisé que les arcs formés par Anthe et Methone étaient très semblables en apparence à la section de leurs orbites dans laquelle les lunes basculent en avant et en arrière sous l'effet de leur résonance avec Mimas, nous savions que nous avions un rapport possible de cause à effet », raconte Nick Cooper, un scientifique de l'Université Queen Mary de Londres, associé à l'équipe d'imagerie de Cassini.

Les images de Cassini montrent la présence d’un arc de faible luminosité le long de l’orbite de la petite lune Anthe. Crédit : Nasa/JPL/Space Science Institute

Les astronomes pensent que ces arcs sont principalement formés de poussières et de débris éjectés de la surface lors de collisions avec des météorites. A cause des effets de résonance avec Mimas, ils ne forment pas un anneau complet mais s'agglomèrent dans une région relativement stable, sur la même orbite que les satellites desquels ils proviennent.

Un processus assez habituel

La formation de ce genre d'anneaux sur les orbites de petits corps n'est pas une découverte. Des images antérieures montraient déjà la présence d'anneaux faibles reliés à de petits satellites orbitant à proximité du système d'anneaux principal de Saturne, comme Pan, Janus, Epiméthée et Pallene.

Les flèches indiquent les positions d’Anthe (en haut à gauche) et de Methone (en bas à droite). Les impacts de micrométéorites sont la source probable de ces arcs. Crédit : Nasa/JPL/Space Science Institute

Selon Matthew Hedman, de l'Université Cornell à Ithaca, le même processus pourrait avoir créé l'anneau G, qui, lui, est complet et dont les particules les plus importantes sont visibles. Le scientifique a récemment déterminé que cet anneau est aussi maintenu en place grâce à un effet de résonance gravitationnelle avec Mimas. On pourrait même spéculer que si Anthe ou Methone se brisaient, ils formeraient à leur tour un anneau complet similaire à G.

Poursuivant leurs investigations, les scientifiques ont aussi déterminé que les matériaux qui accompagnent sur leurs orbites les satellites Janus, Epiméthée et Pallene ne sont pas soumis à de telles forces de résonance gravitationnelle, et sont donc libres de s'étendre tout autour de la planète en un anneau complet, ce qui est confirmé par l'observation.

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