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Des petits satellites naissent encore autour de Saturne

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Une équipe de scientifiques a réalisé une simulation numérique de l'évolution des anneaux de Saturne. Le résultat de leurs recherches permet de mieux comprendre l'origine des petits satellites et montre que de nouveaux corps sont en train de se former au bord des anneaux.

Sur cette image prise par la sonde Cassini, Pandore et Epiméthée semblent survoler l'anneau F, une ceinture de poussières qui pourrait bien servir à alimenter les actuels petits satellites et à en créer de nouveaux. Crédit Nasa

Lorsqu'on observe notre Système solaire, on constate que, hormis Mercure et Vénus, toutes les planètes possèdent un ou plusieurs satellites naturels. Ces corps se sont formés en même temps que leur planète parente au début de l'histoire du Système solaire, il y a 4,5 milliards d'années. Nés suite à une capture ou une collision avec un astéroïde ou bien formés par accrétion, les satellites ont pris leur place définitive autour de leur planète au cours du premier milliard d'années d'existence du Système solaire, ce qui fait dire aux astronomes que ces "vieux" astres ont achevé depuis longtemps leur processus de formation.

Pourtant les petits satellites de Saturne semblent échapper à ce scénario. S'ils avaient l'âge du Système solaire, ils devraient être noircis par plusieurs milliards d'années de bombardement météoritique, au lieu de nous montrer la brillance de leur surface glacée. Mais ce n'est pas tout : orbitant entre 138.000 et 150.000 kilomètres de Saturne autour d'une ceinture de poussières nommée anneau F, juste après les anneaux principaux, ces petits satellites auraient dû être repoussés bien plus loin, doublant leur distance à la planète gazeuse tous les 10 millions d'années en moyenne. Autant d'anomalies qui semblent indiquer que ces petits corps (dont les 6 membres les plus imposants actuellement recensés sont Pan, Atlas, Prométhée, Epiméthée, Pandore et Janus) sont peut-être beaucoup plus jeunes que prévu.

Le petit satellite Pan (18 kilomètres) a été photographié par la sonde Cassini en août 2009. Il projette son ombre sur l'anneau A, le plus éloigné des anneaux principaux. Crédit Nasa

Des satellites en cours de formation

Des astrophysiciens de trois laboratoires des universités de Paris, Nice et Cambridge ont étudié l'évolution des anneaux à l'aide d'une simulation numérique. Dans un compte rendu publié par la revue Nature le 10 juin, ils démontrent qu'au-delà d'une certaine limite où l'action gravitationnelle de Saturne n'est plus suffisante, les anneaux deviennent instables et le matériau qui les compose a tendance à se regrouper en agrégats. Cette limite est connue depuis le dix-neuvième siècle comme la limite de Roche, du nom de l'astronome français qui en énonça le principe

Sur Saturne, la limite de Roche se situe justement à 138.000 kilomètres de la planète, là où finissent les anneaux principaux et où commencent les jeunes satellites. Ces derniers seraient alors les « enfants des anneaux », ce que confirment leur faible densité et leur composition chimique identiques. Nés il y a quelques millions ou dizaines de millions d'années seulement, ces jeunes satellites continueraient leur développement par accrétion de la matière qui compose l'anneau F. Pour Sébastien Charnoz, du Laboratoire AIM (Astrophysique, Instrumentalisation-Modélisation) à l'Université de Paris Diderot, « les processus de formation de nouveaux objets ne sont pas achevés dans le Système Solaire, et en ce moment même, des corps sont en train de naître au bord des anneaux principaux de Saturne ».

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