OLorsque le vaisseau spatial Cassini a atteint la fin de sa durée de vie en orbite autour de Saturne en 2017, il fonctionnait bien au-delà de sa mission initiale de quatre ans. Prolongé de deux ans, puis de Sept, il avait observé Saturne, ses lunes et son système d’anneaux pendant 13 ans avant de plonger, comme indiqué, dans l’atmosphère de Saturne. Comme il l’a fait, il a laissé 13 ans de données sous notre garde, avec de nombreux trésors toujours cachés enfouis à l’intérieur.
L’une des questions les plus déconcertantes à propos de Saturne semble être une question fondamentale, alors que nous pouvons tous convenir à l’unanimité que le système élaboré d’anneaux entourant la planète est spectaculaire : depuis combien de temps ont-ils été là?
Un nouveau Science papier s’ajoute à une pile croissante de preuves qu’ils sont vraiment assez récents – pas plus de 400 millions d’années, et potentiellement moins de 100 millions d’années. S’ils ont moins de 100 millions d’années, les anneaux de Saturne se formeraient au milieu de la période du Crétacé ici sur Terre, tandis que 400 millions d’années nous ramèneraient à l’époque où les premiers arbres apparu sur terre, et les ancêtres des requin moderne apparu pour la première fois.
Quel que soit l’âge des anneaux, il y a certaines choses dont nous sommes certains. Les anneaux sont très fin-seulement 20 mètres d’épaisseur par endroits- et répartis sur une très grande surface. Ils sont également presque entièrement constitués de glace d’eau pure. En masse, les anneaux sont constitués à plus de 95% de morceaux de glaces différentes, et en volume, quelque chose comme 98 à 99,9%. eau glacée. De plus, nous savons qu’entre les planètes, il y a une pluie constante de minuscules particules microscopiques de glace et de roche, que nous pourrions tout aussi bien appeler « poussière ».
La présomption est donc la suivante : si les anneaux sont constitués à 95 % de glace d’eau en masse maintenantet ils ont été constamment bombardés par des morceaux de sable qui sont pas glace, puis à un moment donné dans le passé, les anneaux ont dû être entièrement de la glace d’eau vierge. Il est peu probable que les anneaux de Saturne aient jamais été réellement pur glace d’eau, mais faire cette hypothèse met une limite supérieure sur combien de temps ils auraient pu être là. Ce dont vous avez besoin à ce stade, c’est d’une estimation de l’intensité avec laquelle les anneaux ont été bombardés par la poussière interplanétaire – plus la poussière s’accumule rapidement sur les anneaux, plus ils doivent être jeunes, pour être toujours aussi brillants et aussi glacés. C’est une version très technique de regarder la neige au bord d’une route – si c’est de la poudreuse fraîche, elle aura l’air d’un blanc brillant. Mais avec suffisamment de temps ou suffisamment de voitures qui passent, la saleté de la route se mélangera à la neige, l’assombrissant en un tas de boue gelée beaucoup moins esthétique.
Pour former des anneaux après coup, quelque chose de catastrophique doit se produire.
Cassini a pu fournir exactement cette estimation. A bord de Cassini se trouvait le Analyseur de poussière cosmique, qui a été principalement conçu pour trouver la composition chimique des particules rencontrées, évaluer la taille de ces particules et établir la direction et la vitesse à laquelle elles se déplaçaient avant d’être interceptées. La direction et la vitesse se combinent pour permettre une estimation du chemin parcouru par ce morceau de poussière pour atteindre Cassini. De nombreuses particules de poussière se sont avérées tomber vers l’intérieur depuis l’extérieur du domaine gravitationnel de Saturne – le plus souvent, elles semblaient dériver vers Saturne depuis la ceinture de Kuiper, un anneau d’objets glacés autour du soleil juste au-delà de l’orbite de Neptune. Ces grains de poussière détectés sont les micrométéorites critiques – des particules de la taille d’un micron, généralement inférieures à la taille d’un globule rouge unique.
Compte tenu de la vitesse à laquelle Cassini a rencontré ces micrométéorites et de la masse de ces particules, vous pouvez déterminer combien de temps il vous faudrait pour passer d’un anneau de glace d’eau pure et vierge à un anneau “pollué” à son courant. État. Il y a quelques hypothèses supplémentaires qui entrent dans ce calcul – l’une est que les micrométéorites ont également un contenu sensiblement glacé, donc seulement 10% de leur masse augmente réellement le contenu non glaciaire des anneaux de Saturne. Si cela s’avère être une sous-estimation et que la poussière est en fait plus rocheuse que cela, les anneaux pourraient être encore plus jeunes. Il existe également des hypothèses sur la quantité de masse de l’anneau qui s’évapore à chaque impact, en fonction de la vitesse mesurée des particules entrantes.
Avec toutes ces mesures et hypothèses combinées, en utilisant seul les particules rencontrées par Cassini dont l’équipe de recherche était très sûre provenaient de l’extérieur de Saturne, les anneaux ne pouvaient avoir que 400 millions d’années avant qu’ils ne soient de la glace d’eau parfaitement pure. S’ils incluaient toutes les particules de poussière supplémentaires qu’ils considèrent extrêmement probable être de l’extérieur de Saturne, alors l’estimation de l’âge tombe à 100 millions d’années. Dans ce cas, les plantes à fleurs sont plus ancien que les anneaux de Saturne.
Un jeune ensemble d’anneaux autour de Saturne signifie que ces anneaux ne se seraient pas formés avec la planète – Saturne elle-même est beaucoup plus ancienne, se formant il y a environ 4,5 milliards d’années avec le reste des principales planètes du système solaire. Pour former des anneaux après coup, quelque chose de catastrophique doit se produire. Peut-être, il y a quelque 100 millions d’années, une lune riche en glace dérivé trop près à Saturne. La gravité de Saturne aurait pu étirer cette malheureuse lune, comme une version beaucoup plus intense des marées de la Terre, et continuer à l’étirer jusqu’à ce qu’elle se brise, se brisant en de nombreux morceaux fragmentés. Les anneaux de Saturne ne représentent que 40 % de la masse de mimesaprès tout – donc une seule lune brisée pourrait suffire – ou peut-être s’agissait-il de deux lunes qui se brisaient l’une contre l’autre, et détruire les deux.
Quelle époque spectaculaire dans le système solaire, quand Saturne a des anneaux. Ces bagues nous ont appris qu’elles sont possibles, à savoir les chercher dans d’autres mondes, et à apprécier leur glamour éphémère.
Image principale : NASA/JPL/Institut des sciences spatiales
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