Les anneaux de Saturne: une gigantesque danse!

La lumière rasante -semblable à celle qui allonge les ombres à la fin d’une belle journée d’été sur Terre- a alors éclairé les fameux anneaux de la planète géante. Elle a permis un grand nombre de mesures que les astronomes vont étudier avec impatience pour comprendre quelques-uns des détails encore ignorés de cette planète étrange. Car la mission Cassini conduite par la Nasa, à laquelle participent de nombreux laboratoires européens, a permis de recueillir depuis cinq ans des informations si surprenantes que les questions des astronomes ont redoublé. Concernant les anneaux, notamment. " C’est l’une des régions les plus complexes du système solaire: ce disque très mince et très étendu qui encercle la grosse planète est tiraillé par des forces antagonistes. Avec les petits satellites proches, ils forment un véritable "écosystème" qui évolue au gré des interactions. Un vrai casse-tête!". En raison de cette bougeotte permanente, l’aspect des anneaux - qui s’étendent sur 300 000 kilomètres pour une épaisseur d’une dizaine à une centaine de mètres seulement - ne cesse de varier. Un sillon apparaît, un tronçon devient brillant... A l’échelle de dizaines de millions d’années, soit un temps très court au regard des 4,5 milliards d’années du système solaire, les anneaux pourraient totalement changer d’apparence.

Près de trente ans après la mission Voyager, lancée en 1977, la mission Cassini, qui s’achèvera probablement en 2017, est donc venue bousculer tous les scénarios élaborés pour expliquer la provenance des anneaux. Elle a révélé que ce disque qui nous paraît semblable à un 33-tours est en réalité formé d’une multitude de fragments glacés dont la taille varie de 1 centimètre à 10 mètres: de grosses boules de neige, très peu polluées, " A peine quelques particules légèrement carbonées et silicatées, avec, peut-être, des atomes de fer. Il n’y a quasiment aucune trace de silicates, alors qu’ils sont abondants partout ailleurs dans le système solaire". Ce qui pose un véritable problème pour accréditer la thèse d’un matériau provenant d’une collision entre une météorite et Saturne. En effet, une météorite étant riche en silicates, son impact aurait dû laisser des poussières silicatées en abondance sur place... Personne ne peut bâtir un scénario complètement cohérent pour le moment. 

Par ailleurs, les centaines de milliers d’images envoyées par Cassini ont révélé d’autres structures complexes au coeur de cette mince ceinture qui paraissait homogène depuis la Terre: ondes, marbrures, cordes, sillage... berf, tout une collection de figures est apparue. Un grand nombre de petits satellites de moins de 100 kilomètres, piégés près des anneaux, ont été localisés. Leurs noms: Pan, Atlas, Prométhée, Pandore, Janus, Epiméthée, Hélène, Télesto, Calypso... Autant de cailloux qui "dansent" avec les anneaux. Deux de ces satellites - Pan et Atlas - ont crée la surprise en décembre 2007. "Ils ressemblent à de véritables soucoupes volantes! De petites lunes de 30 kilomètres de diamètre portant à la taille de bourrelet de plusieurs kilomètres. C’est un peu comme si la Terre était ceinturée d’une chaîne de montagnes d’une altitude de 1000 kilomètres tout autour de l’équateur". Sur le cliché envoyé par Cassini, Pan et Atlas montrent d’autres détails surprenants: leur bourrelet est lisse, signe d’une formation récente, alors que les deux hémisphères présentent des cratères d’impacts de météorites plus anciennes. Du matériau des anneaux viendrait-il grossir sans cesse ces mini-satellites? C’est actuellement l’hypothèse privilégiée. Ces bourrelets seraient en fait des disques de poussière fossilisés. Un autre indice vient appuyer cette hypothèse: l’anneau est déformé à proximité de ces petits objets, présentant grumeaux, spirales ou zones brillantes. Tout semble indiquer que la présence des satellites perturbe la structure des anneaux. 

Pour mieux comprendre ces échanges tumultueux entre lunes et anneaux, les scientifiques ont adopté l’approche numérique en utilisant les calculateurs du CEA. Au cours de cette modélisation, de nombreuses hypothèses sont apparues. Ils ont démontré qu’en quelques années, des particules en provenance des anneaux s’empilaient à l’équateur des satellites. De plus, cette petite lune prise dans les anneaux se comporte comme un caillou à la surface de l’eau: elle perturbe son écoulement et crée un sillage. Cela se traduit par une variation de densité et de matière. C’est à cause de cela qu’un tronçon de l’anneau nous paraît plus brillant. Cette perturbation va à son tour interagir avec la petite lune. Pris dans ce manège gigantesque, satellites et anneaux échangent leur moment cinétique. Et au final, avec le temps, les satellites ont tendance à s’éloigner de la planète tandis que l’anneau glisserait vers l’intérieur et se rapprocherait de Saturne... L’anneau va-t-il finir par sécraser sur la planète? Va-t-il au contraire s’étaler et disparaître? Il est probable qu’une partie des anneaux sécrase sur la planète, et cela a déjà peut-être eu lieu, mais il est très difficile de prédire l’avenir du système. Toutes les éventualités sont possibles! Ainsi, il y a 100 millions d’années, dans le ciel des dinosaures, Saturne ne ressemblait peut-être pas à ce que nous voyons aujourd’hui, et l’on peut dire à coup sûr que le "seigneur des anneaux" aura encore une autre apparence dans 100 millions d’années!...

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(source: Sciences&Avenir + connaissances de l'auteur)