Pouvez-vous imaginer le système solaire sans les anneaux de Saturne? Pouvez-vous imaginer la Terre au moment où les dinosaures parcouraient la planète? Selon un nouveau document, les deux pourraient avoir coïncidé.
Les données de la mission Cassini montrent que les anneaux de Saturne peuvent avoir seulement 10 à 100 millions d'années. Ils peuvent ne pas avoir été là sous le règne des dinosaures et peuvent en fait être un développement assez moderne de notre système solaire.
Cassini a recueilli ces données lors de ses dernières orbites autour de Saturne en 2017, 13 ans après son arrivée au géant du gaz. Alors qu'il manquait de carburant, l'équipe Cassini a envoyé le vaisseau spatial dans une série de 22 orbites ultra-proches entre Saturne et ses anneaux, à 2600-3900 km (1600-2400 miles) au-dessus des sommets des nuages. Les données de ces plongées ont conduit les scientifiques à cette nouvelle estimation d'âge pour les anneaux de Saturne.
"Ce n'est qu'en se rapprochant si près de Saturne dans les orbites finales de Cassini que nous avons pu rassembler les mesures pour faire de nouvelles découvertes."
Auteur principal de l'étude Luciano Iess, équipe de radio-science Cassini, Université Sapienza de Rome.
Dans 6 des 22 orbites rapprochées, Cassini a établi une liaison radio avec la Terre. En surveillant ce lien, les scientifiques ont pu déterminer le champ gravitationnel de Saturne et la masse de ses anneaux. Les nouvelles estimations d’âge sont basées sur ces données, et les résultats ont été publiés dans un article intitulé «Mesure et implications du champ de gravité et de la masse annulaire de Saturne».
Avant ces plongées profondes, Cassini était toujours en dehors des anneaux, ce qui signifie que toutes les lectures gravitationnelles étaient des combinaisons de la masse de Saturne et de la masse des anneaux. En plongeant entre la planète et ses anneaux, Cassini a pu séparer la gravité de Saturne des anneaux, permettant une mesure de la masse des anneaux.
Comme le dit le nouvel article, "La structure intérieure de Saturne, la profondeur de ses vents et la masse et l'âge de ses anneaux contraignent sa formation et son évolution." Cassini a été envoyé à Saturne, au moins en partie, pour comprendre comment tous ces facteurs s'assemblent. L'article poursuit en disant: «Les mesures de gravité à Saturne peuvent être utilisées pour déterminer la masse des anneaux, qui est liée à leur âge par des méthodes de datation dynamiques et compositionnelles.»
Cet article, dirigé par Luciano Iess, membre de l'équipe de radio-science de Cassini, de l'Université Sapienza de Rome, ne portait que sur les anneaux A, B et C. La masse des autres anneaux beaucoup plus petits était considérée comme négligeable.
"Ce n'est qu'en se rapprochant si près de Saturne dans les orbites finales de Cassini que nous avons pu rassembler les mesures pour faire les nouvelles découvertes", a déclaré l'auteur principal Luciano Iess. "Et avec ce travail, Cassini remplit un objectif fondamental de sa mission: non seulement pour déterminer la masse des anneaux, mais pour utiliser les informations pour affiner les modèles et déterminer l'âge des anneaux."
Comment la masse des anneaux de Saturne nous indique-t-elle leur âge?
Les scientifiques savent déjà qu'il existe un lien entre la masse des anneaux de Saturne et leur âge. Plus la masse des anneaux est faible, plus ils sont jeunes. En effet, les anneaux sont brillants et principalement constitués de glace. Sur une longue période de temps, ils auraient été contaminés par des débris et s'assombris, indiquant un âge plus élevé. De plus, pour être plus âgés, ils devraient être beaucoup plus massifs pour avoir survécu aussi longtemps. Ils ne peuvent pas être à la fois vieux et brillants. Alors maintenant que les scientifiques ont un meilleur calcul de la masse des anneaux, ils peuvent estimer plus précisément l'âge.
Cette estimation de l’âge des anneaux va à l’encontre des études antérieures basées sur les données de Cassini. Une étude de 2008 a suggéré que les anneaux datent de milliards d'années. Au fil des ans, d'autres études ont présenté un cas similaire. Mais jusqu'à présent, aucune étude n'avait les mesures de masse précises avec lesquelles travailler.
Le problème de la formation des anneaux persiste. La nouvelle évidence de jeunes anneaux donne du crédit aux théories qu’ils ont formées à partir d’une comète qui a erré trop près et a été déchirée par la gravité de Saturne - ou par un événement qui a brisé une génération précédente de lunes glacées.
«Pour les anneaux plus jeunes, cela nécessiterait une comète, ou un centaure (l'un d'un groupe de petits objets glacés), ou peut-être même une lune se rapprochant trop près de Saturne. La gravité de Saturne briserait cet objet, puis les bits restants continueraient à former des anneaux », a expliqué Linda Spilker, scientifique du projet Cassini de la Nasa, en 2017.
On a longtemps pensé que les anneaux avaient des milliards d'années et se sont formés peu de temps après Saturne. Mais au fur et à mesure que les scientifiques travaillent sur le problème et que nous obtenons de meilleures données, ce point de vue disparaît. Cela ressemble de plus en plus à quelque chose qui s'est trop rapproché de Saturne dans un passé récent et qui s'est brisé, formant les anneaux.
Combien pèsent les anneaux de Saturne?
Selon ces nouvelles mesures, la masse des anneaux de Saturne est de (1,54 ± 0,49) × 1019 kg, soit environ 15,4 sextillions kg. Les anneaux ont donc une masse environ la moitié de celle des Mimas de la lune de Saturne. Juste pour avoir quelque chose d'intéressant à dire lors de votre prochain cocktail.
Sources:
- Document de recherche: mesure et implications du champ de gravité et de la masse annulaire de Saturne
- Communiqué de presse: les données Cassini de la NASA montrent les anneaux de Saturne relativement nouveaux
- BBC News: Cassini fait allusion au jeune âge pour les anneaux de Saturne
- Wikipédia: Anneaux de Saturne
- Space Magazine: Les anneaux de Saturne pourraient avoir des milliards d'années
