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L'énigme de l'anneau G de Saturne résolue ?

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Est-ce la fin du mystère en ce qui concerne l'origine de l'anneau G de Saturne ? C'est fort possible selon une équipe internationale de scientifiques ayant exploité les données de la sonde Cassini. La présence et la stabilité de cet anneau constitué de fines particules de glace étaient étranges, entre autres parce qu'aucune petite lune susceptible de l'alimenter, suite à des collisions avec d'autres petits corps, n'est visible. Il semblerait que la source de ce matériel soit cachée dans l'arc brillant produit par des effets de confinement gravitationnels et située sur le bord interne de l'anneau G. Il s'y trouverait des corps suffisamment gros pour être lentement érodés par le souffle du plasma circulant dans l'immense magnétosphère de Saturne ou plus probablement par les chocs avec des micrométéorites. Le souffle du plasma emporterait alors au loin les cristaux de glace, alimentant ainsi l'anneau G.

L'arc brillant sur le bord intérieur de l'anneau G (Crédit : NASA)

Rappelons que les anneaux de Saturne sont une énorme et complexe structure dont l'origine fait encore l'objet de débats depuis les travaux en 1859 de James Maxwell, le découvreur du fameux système d'équations gouvernant le champ électromagnétique. Celui-ci avait montré que les anneaux ne pouvaient pas être solides en raison des lois de la mécanique et des observations déjà disponibles. Ils devaient forcément être composés de petites particules.

Toujours au XIXième siècle, en 1847 précisément, les travaux du Français Edouard Roche avaient établi qu'un petit corps s'approchant trop près d'un grand serait mis en pièces par les forces de marée de ce dernier. Or justement, les anneaux de Saturne se trouvent à l'intérieur de la limite de Roche. Une possible origine de ces anneaux serait donc la destruction d'un satellite naturel de Saturne qui se serait approché trop près.

De façon intéressante, la stabilité des anneaux sur le long terme n'est pas garantie selon certains. Ce que nous observons maintenant n'est peut-être que transitoire à l'échelle de temps du système solaire.

Les anneaux sont classés avec des lettres dans l'ordre de leur découverte. En partant de la planète en direction de l'extérieur, on a en fait successivement  D, C, B, A, F, G et E. Les principaux anneaux sont bien sûr A, B et C qui d'un bord à un autre occupent une distance comparable à celle séparant  la Terre de la Lune. Les anneaux les plus transparents sont D, les parties intérieures de C et F, et enfin E et G.

Comme indiqué précédemment, il existe de grandes différences entre les anneaux riches en poussières que sont E et F, et l'anneau G, essentiellement composé de particules de glace. En effet, celui-ci n'est pas étroitement associé à des  lunes qui pourraient l'alimenter en matériaux, comme c'est le cas d'Encelade pour l'anneau E, et il n'y a pas de perturbations gravitationnelles importantes comme celles que Prométhée et Pandore exercent sur F.

Les observations de Cassini

Bien sûr, les images de Cassini montrent clairement un arc brillant  dans l'anneau G d'environ 250 kilomètres de large, ce qui est beaucoup plus étroit que les 5 955 kilomètres de l'anneau de G complet lui-même. On y distingue donc des effets de confinement gravitationnels causés par la lune Mimas, proche de cet arc, semblables à ceux découverts par André Brahic et William Hubbard autour de Neptune. Des simulations informatiques expliquent assez bien la formation de cet arc dans l'anneau G sous les influences combinées de Saturne et Mimas.

La clé pour expliquer la persistance de l'anneau G aurait été trouvée en examinant le flux de particules chargées aux abords de celui-ci. Les chercheurs se sont aperçus d'une baisse anormale de ce flux de plasma. Comme de simples poussières ne seraient pas assez grosses pour  modifier suffisamment ce flux par absorption, ils en ont conclu que des matériaux glacés, dont la taille s'échelonnerait entre celle d'un petit pois et celle d'un bloc de roche, devaient se trouver dans l'anneau. Le schéma émergeant est alors bien celui d'une production continue de fines particules glacées sous l'action du bombardement incessant des micrométéorites, lesquelles sont emportées au loin par le flux de plasma pour finir par constituer transitoirement l'anneau G complet. D'après les estimations des chercheurs, c'est l'équivalent d'un astéroïde de glace de 100 m de diamètre qui devrait se trouver à l'intérieur de l'arc sous la forme des particules et blocs précédemment décrits.

On devrait en savoir plus quand Cassini s'approchera de l'arc dans 18 mois, à environ 966 kilomètres de distance.

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