Origine des petites Lunes de Saturne
Les petits
satellites de Saturne sont-ils les enfants des anneaux ?
(Communiqué de presse Paris
Diderot / CEA /CNRS)
A partir des observations effectuées avec la
mission Cassini, une équipe d'astrophysiciens (Université Paris Diderot, CEA,
CNRS, Observatoire de Nice Côte d'Azur/INSU) a réalisé une simulation numérique
des processus de formation des satellites de Saturne. Ils ont montré que ces
satellites, pourtant bien distincts du système d'anneaux de la planète, en sont
issus et poursuivent leur « accrétion », alors que leur formation,
comme pour les planètes et les satellites du Système solaire, est réputée
achevée depuis plusieurs milliards d'années.
Ces travaux sont publiés dans la revue Nature du 10 juin.
La mission Cassini (NASA), en
orbite autour de Saturne depuis 2004, observe à haute résolution la planète
Saturne, ses satellites et son système d'anneaux. Situés juste à l'extérieur de
la ceinture principale d'anneaux, une myriade de petits satellites - Pan,
Atlas, Prométhée, Pandore, Janus, Epiméthée peuvent être repérés par leurs
formes allongées (figure 1). Les anneaux denses de Saturne (découverts par Galilée) s'étendent de
Les observations permises par Cassini intriguent les scientifiques à
double titre. D'une part, la myriade de petits satellites est actuellement
relativement proche de Saturne, alors que leur distance à la planète doublerait
tous les dix millions d'années environ par interaction avec les anneaux. Dans
ce cas, comment pourraient-ils être aussi âgés que Saturne elle-même et se
trouver à cette distance de la planète ? D'autre part, ils restent très
brillants, d'une couleur spectrale proche de celle des anneaux, qui sont
constitués de glace d'eau très réfléchissante ; or ils devraient subir le
bombardement météoritique qui noircit les surfaces de corps du Système solaire.
Pour être si « propres » et si proches des anneaux, les
satellites doivent-être beaucoup plus jeunes. Quelle est leur origine ? Comment
se sont-ils formés ?
L'étude menée par des astrophysiciens de l'Université Paris Diderot,
du CEA Irfu, du CNRS, de l'Université de Nice Sophia-Antipolis, de
l'Observatoire de
Pour Sébastien Charnoz « La découverte d'un nouveau
mécanisme de formation de satellites est une révolution. Nous pensions que tout
s'était formé il y a 4,5 millards d'années, et maintiennent que certains
satellites ont moins de 100 ou 10
millions d'années. A cette époque la vie existait déjà sur Terre !! Enfin,
cela nous montre une fois de plus que notre Système Solaire est extrêmement
dynamiques et que nous commençons qu'à peine à le comprendre. C'est un plaisir
que d'avoir fait ce travail en petite équipe, avec mon étudiant en thèse et un
collègue de l'Observatoire de Nice.»
D'une certaine manière, ils sont en fait des « bouts »
d'anneaux condensés en agrégats, il y a quelques millions ou dizaines de
millions d'années seulement. En effet, les anneaux de Saturne, comme tout
disque astrophysique, s'étalent sous l'effet de leur viscosité. Les intenses
forces de marées -c'est-à-dire les interactions entre la planète et les
anneaux- maintiennent les anneaux stables. Au-delà d'une certaine distance, ils
deviennent instables et se condensent spontanément en agrégats. La zone de
transition s'appelle « la limite de Roche », et se trouve
justement aux alentours de
Ce nouveau mécanisme de formation de satellites pourrait avoir
d'autres applications ailleurs dans le Système solaire : notre Lune se
serait formée de manière très similaire par exemple, à partir du disque
proto-lunaire. Ces travaux montrent que les processus de formation de nouveaux
objets ne sont pas achevés dans le Système solaire, et qu'au bord des anneaux
principaux de Saturne[1],
en ce moment même, des corps sont en train de naitre. Le même processus
explique également l'origine de l'anneau F de Saturne, riche en poussières. Cet
anneau très dynamique ne serait autre que la signature
« poussiéreuse » de ce processus. Même si l'anneau F (figure 2)
pourrait avoir toujours existé (car régulièrement réalimenté en petites lunes
régulièrement formées), le matériau dont il est constitué ne doit pas avoir
plus de dix millions d'années.
Ces travaux sont publiés aujourd'hui dans la revue Nature.
Pour en savoir plus (photos et vidéos 3D) :
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Video en 3D (4mn !) illustrant
la découverte GRAND FORMAT ( ~80
Meg, 6 mn, crédit : Frédéric Durillon, www.animea.com)
Video en 3D (4mn !)
illustrant la découverte DEMI-FORMAT
(~40 Meg , 3mn, crédit : Frédéric Durillon, www.animea.com)
Site Web du Service d'Astrophysique : http://irfu.cea.fr/Sap/
Petits satellites de Saturne (images
Cassini/NASA/JPL/SSI)
Le bord des anneaux de
Saturne : L'anneau A, le satellite Prométhée et l'anneau F (images
Cassini/NASA/JPL/SSI)