Saturne est l’une des planètes les plus uniques du système solaire et, surtout, en raison de la présence de ses magnifiques anneaux. Jusqu’au début des années 1980, on pensait que les anneaux de Saturne étaient nés à l’aube de notre système stellaire. Cependant, les moyens modernes d’observation astronomique ont permis de soupçonner que les anneaux de Saturne ont environ 100 millions d’années et qu’ils sont apparus assez récemment – à l’ère des dinosaures terrestres, ce qui est également confirmé par la nouvelle hypothèse.

Source de l'image : NASA/JPL-Caltech/Institut des sciences spatiales

Source de l’image : NASA/JPL-Caltech/Institut des sciences spatiales

La première preuve de la jeunesse des anneaux de Saturne au début des années 80 du siècle dernier a été présentée par un employé du Massachusetts Institute of Technology (MIT) Scott Tremaine (Scott Tremaine) et le scientifique de Caltech Peter Goldreich (Peter Goldreich). Sur la base de la vitesse des particules de glace dans les anneaux et de la fréquence à laquelle elles se heurtent et s’usent, ils ont conclu que les anneaux étaient relativement jeunes.

La mission de la sonde Cassini en 2017 sur Saturne a recueilli de nouvelles preuves concernant l’apparition récente d’anneaux. Les anneaux sont exempts de poussière cosmique, qui s’y serait accumulée au cours des milliards d’années d’existence de Saturne. Cassini a recueilli des données sur la quantité de poussière dans l’espace interplanétaire près des anneaux et a estimé la masse des anneaux. Il s’est avéré que les anneaux ne contiennent que 1% de poussière interplanétaire. Ils brillent comme neufs ! Bien sûr, la poussière pourrait tomber sous l’influence de la gravité sur Saturne, donc cette étude doit être menée en conjonction avec d’autres.

Un article récent dirigé par Jack Wisdom du Massachusetts Institute of Technology présente un mécanisme physique qui non seulement explique l’inclinaison axiale de Saturne et l’excentricité orbitale de sa plus grande lune, Titan, mais suggère également que l’âge des anneaux doit être proche de 100 millions ans. .

La nouvelle hypothèse répond à quatre mystères majeurs de Saturne : l’apparition des anneaux et leur âge, l’inclinaison de Saturne par rapport à l’orbite autour du Soleil, et l’orbite excentrique de Titan. La solution aux quatre mystères est l’hypothétique satellite naturel de Saturne, dont la rupture gravitationnelle s’est produite il y a environ 100 millions d’années et a conduit à l’apparition d’anneaux. Les scientifiques ont nommé la lune saturnienne explosée « Chrysalis » (Chrysalis).

Dans leur étude, les scientifiques ont créé un modèle physique qui explique tout le drame à l’échelle cosmique qui s’est produit il y a 100 millions d’années. L’hypothèse suggère qu’à un moment donné, Chrysalis a amené la précession de Saturne dans un état de résonance avec la précession du nœud orbital de Neptune (le point où l’orbite de Neptune coupe le plan de l’écliptique). Aujourd’hui, Saturne et Neptune ne sont pas en résonance sur ces paramètres, et la fréquence de la précession de Saturne est principalement déterminée par sa lune – Titan.

Dans leur hypothèse, l’équipe de Wisdom suggère que Chrysalis a également contribué au couple de Saturne en mettant la planète aux anneaux en résonance avec Neptune. Cependant, des simulations informatiques montrent qu’il y a 100 à 200 millions d’années, Chrysalis elle-même serait entrée en résonance orbitale avec Titan. Cela pourrait pousser l’hypothétique lune vers Saturne, où les marées gravitationnelles la déchireraient et formeraient les fameux anneaux. Et sans Chrysalis dans le système gravitationnel de Saturne, la précession de la planète diminuerait et sortirait de la résonance avec Neptune, ce que nous observons aujourd’hui.

Des études séparées montrent que le changement de l’orbite de Titan dans la direction de « plus aplati » s’est produit relativement récemment selon les normes astronomiques. Ces mêmes changements ont conduit à l’inclinaison de Saturne de 26,7° par rapport au plan de l’écliptique dans le système solaire. La vie et la mort de Chrysalis, lune hypothétique de Saturne, expliquent toutes les évolutions du système gravitationnel de Saturne au cours des dernières centaines de millions d’années, mais nous ne le saurons probablement jamais avec certitude.

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