La lune de Saturne, Mimas, est la plus petite des principales lunes du géant gazier. (Saturne a 62 lunes, mais certaines d'entre elles sont de minuscules moonlets de moins de 1 km de diamètre.) Deux nouvelles études montrent comment Mimas a agi comme une sorte de chasse-neige, élargissant la division Cassini entre les anneaux de Saturne.
Les anneaux emblématiques de Saturne le distinguent des autres planètes du système solaire. Il n'y a pas de consensus scientifique sur la façon dont ils se sont formés exactement. La théorie dit qu'ils se sont formés tôt dans l'histoire du système solaire, tandis que les données de la mission Cassini suggèrent qu'ils se sont formés beaucoup plus tard, peut-être pendant le règne des dinosaures. Les données du soi-disant Grand Finale de Cassini indiquent que les anneaux ont 200 millions d'années ou moins. Mais même si leur histoire est incertaine, nous savons toujours de quoi ils sont composés: ils sont presque tous de la glace d'eau, avec quelques morceaux rocheux.
On les appelle les anneaux de Saturne car il y a plusieurs anneaux séparés par des espaces appelés divisions. L'écart le plus grand et le plus visible est appelé la division Cassini. Elle se situe entre ce qu'on appelle l'anneau A et l'anneau B, et la division est large d'environ 4 800 km (3 000 mi).
Deux nouvelles études aident à expliquer comment la division Cassini a été créée et élargie. Le premier est «Formation de la division Cassini - I. Façonner les anneaux par la migration vers l'intérieur de Mimas» et le second est «Formation de la division Cassini - II. Histoires possibles de Mimas et d'Encelade. » Les deux ont été publiés dans les avis mensuels de juin 2019 de la Royal Astronomical Society. Ils sont tous deux du même groupe d'auteurs des instituts de recherche en France.
Les études montrent que la lune Mimas a agi comme un chasse-neige et a écarté les particules qui composent les anneaux A et B, élargissant la division Cassini à sa largeur actuelle de 4800 km. Il le fait par résonance orbitale.
Le bord intérieur de la division Cassini est appelé le Huygens Gap. Les particules de glace et de roche dans le fossé Huygens au bord intérieur de la division Cassini ont une résonance orbitale 2: 1 avec Mimas. Cela signifie que pour chacune des orbites de Mimas, ces particules orbitent deux fois. En conséquence, Mimas tire à plusieurs reprises sur ces particules par gravitation, les forçant dans des orbites en dehors de l'espace. Comme un chasse-neige.
La tendance naturelle d’une lune est de migrer loin de sa planète hôte. Seule la gravité de la planète hôte peut la contrôler. Mais dans le cas de Mimas, il s'est produit quelque chose d'autre qui l'a fait migrer vers l'intérieur jusqu'à 9 000 km et, ce faisant, creuser l'écart à la moitié de cette distance. Seule une perte d'énergie pourrait avoir provoqué la migration entrante de Mimas.
Les chercheurs disent que Mimas aurait dû perdre de l'énergie en se réchauffant, ce qui aurait à son tour fait fondre la glace interne de la lune et affaibli la croûte. Mais maintenant que le vaisseau spatial Cassini nous a donné des vues aussi excellentes de la surface de Mimas, ce scénario ne convient pas. La surface de Mimas montre encore des preuves d’anciens impacts, qui ne devraient pas être là si la croûte avait été affaiblie.
L’équipe de chercheurs a une deuxième hypothèse qui implique une autre des lunes de Saturne, Encelade. Encelade est remarquable car il possède un océan souterrain, qui a également été découvert par le vaisseau spatial Cassini. Selon cette hypothèse, Mimas et Encelade ont perdu de l'énergie par résonance orbitale. Cela aurait chauffé les deux lunes, créant les océans souterrains. Cependant, cette hypothèse n'est pas confirmée, d'autant plus que l'existence d'un océan souterrain sur Mimas n'a jamais été prouvée. (La surface ne montre aucun signe.)
Ce qui est clair, c'est que Mimas a recommencé à migrer vers l'extérieur. Selon les calculs de ces articles, dans environ 40 millions d'années, la division Cassini aura disparu.
Cette étude peut avoir des implications fascinantes pour l'étude des exoplanètes. Selon les auteurs, lorsque les astronomes trouvent des exoplanètes avec des structures annulaires autour d'eux, cela pourrait signifier la présence de lunes. Et s'il y a des lunes là-bas, elles pourraient bien avoir des océans souterrains. Et dans ces océans, peut-être, la vie.
Sources:
- Communiqué de presse: La lune de Saturne Mimas, un chasse-neige dans les anneaux de la planète
- Document de recherche: Formation de la division Cassini - I. Façonner les anneaux par la migration vers l'intérieur de Mimas
- Document de recherche: Formation de la division Cassini - II. Histoires possibles de Mimas et Encelade
- Document de recherche: Les implications des marées sur l'hypothèse de l'océan Mimas
- Space Magazine: Cassini Spacecraft confirme l'océan sous-marin sur Encelade
- NASA: Mimas en profondeur
