Les anneaux de Saturne sont l’un des joyaux du système solaire, mais leur temps semble court et leur existence éphémère.
Nouvelle étude Ils indiquent que les anneaux ont entre 400 et 100 millions d’années – une fraction de l’âge du système solaire. Cela signifie que nous avons la chance de vivre à une époque où la planète géante a ses propres anneaux merveilleux. La recherche révèle également qu’ils pourraient disparaître dans 100 millions d’années.
Les anneaux ont été observés pour la première fois en 1610 par l’astronome Galileo Galilei qui, en raison des limitations de la résolution de son télescope, les a initialement décrits comme deux planètes plus petites de chaque côté du corps principal de Saturne, semblant être en contact physique avec lui.
En 1659, l’astronome néerlandais Christiaan Huygens publia Systema Saturniumdevenant le premier à les décrire comme un système d’anneaux fins et plats qui ne touche pas la planète.
Il a également montré comment leur apparence change, vue de la Terre, lorsque les deux planètes tournent autour du soleil et pourquoi elles semblent disparaître à certains moments. C’est parce que leur géométrie de vision nous les fait voir périodiquement sur Terre.
Les anneaux sont visibles par toute personne possédant une paire de jumelles appropriée ou un modeste télescope d’arrière-cour. D’un blanc éclatant contre l’orbe jaune pâle de Saturne, les anneaux sont composés presque entièrement de milliards de particules de glace d’eau, qui émettent une fluorescence par diffusion de la lumière solaire.
Au milieu de ce matériau glacé se trouvent des dépôts de substance sombre et poussiéreuse. En sciences spatiales, le terme « poussière » fait généralement référence à petits granulés De matériau rocheux, minéral ou riche en carbone qui est sensiblement plus foncé que la glace. Ils sont aussi collectivement appelés micrométéorites. Ces grains imprègnent le système solaire.
De temps en temps, vous pouvez les voir entrer dans l’atmosphère terrestre la nuit sous forme d’éclairs. Les champs gravitationnels des planètes ont pour effet d’agrandir ou de concentrer cette « chute » de poussière planétaire.
Au fil du temps, cette chute ajoute de la masse à une planète et modifie sa composition chimique. Saturne est une géante gazeuse d’un diamètre d’environ 60 000 km, soit environ 9,5 fois celui de la Terre, et une masse d’environ 95 fois celle de la Terre. Cela signifie qu’il a un très grand « puits gravitationnel » (le champ gravitationnel entourant un objet dans l’espace) et qu’il est très efficace pour diriger les grains poussiéreux vers Saturne.
trajectoire de collision
Les anneaux s’étendent d’environ 2 000 kilomètres au-dessus des sommets des nuages de Saturne à environ 80 000 kilomètres, occupant une grande quantité d’espace. Lorsque la poussière qui tombe le traverse, elle peut entrer en collision avec des particules de glace dans les anneaux. Au fil du temps, la poussière assombrit progressivement les cernes et augmente leur masse.
Cassini-Huygens était un vaisseau spatial robotique lancé en 1997. Il a atteint Saturne en 2004 et est entré en orbite autour de la planète, où il restera jusqu’à la fin de la mission en 2017. Analyseur de poussière cosmique (CDA).
En utilisant les données du CDA, les auteurs du nouvel article ont comparé la population actuelle de poussière dans l’espace autour de Saturne avec la masse estimée de matériau poussiéreux sombre dans les anneaux. Ils ont découvert que les anneaux n’avaient pas plus de 400 millions d’années et pourraient avoir jusqu’à 100 millions d’années. Ces échelles de temps peuvent sembler longues, mais elles représentent moins d’un dixième des 4,5 milliards d’années du système solaire.
Cela signifie également que les anneaux ne se sont pas formés en même temps que Saturne ou les autres planètes. Ils sont, en termes cosmiques, un ajout récent au système solaire. Pendant plus de 90% de l’existence de Saturne, ils n’étaient pas là.
Étoile de la mort
Cela conduit à un autre mystère : comment les anneaux se sont-ils formés en premier, étant donné que toutes les principales planètes et lunes du système solaire se sont formées bien plus tôt ? La masse totale des anneaux est d’environ la moitié de celle de l’une des plus petites lunes glacées de Saturne, dont beaucoup présentent des caractéristiques d’impact massives sur leurs surfaces.
Un en particulier, Petite Lune Mimassurnommée l’étoile de la mort, à sa surface se trouve un cratère d’impact de 130 kilomètres de large appelé Herschel.
Ce n’est en aucun cas le plus grand cratère du système solaire. Cependant, Mimas ne fait qu’environ 400 kilomètres de large, donc cet impact n’a pas eu besoin de beaucoup plus d’énergie pour effacer la lune. Mimas est composé de glace d’eau, tout comme les anneaux, il est donc possible que les anneaux se soient formés à partir d’un tel impact cataclysmique.
anneau de pluie
Quelle que soit leur forme, l’avenir des anneaux de Saturne ne fait aucun doute. L’impact des grains de poussière sur les particules glacées se produit à des vitesses très élevées, séparant de petits fragments de glace et de poussière des particules mères.
La lumière ultraviolette du soleil provoque la charge électrique de ces pièces à travers effet photoélectrique. Comme la Terre, Saturne a un champ magnétique, et une fois chargés, ces minuscules morceaux de glace sont libérés du système d’anneaux et piégés par le champ magnétique de la planète.
En coordination avec la gravité de la planète géante, ils sont ensuite dirigés vers l’atmosphère de Saturne. Cette « pluie annulaire » a été observée pour la première fois de loin par les engins spatiaux Voyager 1 et Voyager 2 lors de leurs courts survols de Saturne au début des années 1980.
Récemment Papier de 2018 Les scientifiques ont utilisé des comptages de poussière, encore une fois du CDA, lorsque Cassini a volé entre les anneaux et les sommets des nuages de Saturne, pour voir combien de glace et de poussière ont été perdues des anneaux au fil du temps. Cette étude a montré qu’environ un bassin d’anneaux de taille olympique est perdu dans l’atmosphère de Saturne toutes les demi-heures.
Ce débit a été utilisé pour estimer que, compte tenu de leur masse actuelle, les anneaux sont susceptibles de disparaître dans moins de 100 millions d’années. Ces beaux anneaux ont une histoire mouvementée, et à moins qu’ils ne soient renouvelés d’une manière ou d’une autre, ils seront dévorés par Saturne.
Gareth Dorienchercheur postdoctoral en sciences spatiales, Université de Birmingham
Cet article a été republié de Conversation Sous licence Creative Commons. Lis le L’article d’origine.
