Astronomie

Les anneaux de Saturne deviendront-ils une lune ?

Les anneaux de Saturne deviendront-ils une lune ?

Les planètes se forment à partir de disques de matière en orbite autour d'une étoile ; certaines lunes se forment à partir de disques de matière en orbite autour des planètes. Si cela se produisait autour de Saturne, combien de temps environ cela prendrait-il ?


La réponse à la question principale est : Non. La plupart des anneaux de Saturne sont en dessous de la limite de Roche d'environ 2,5 rayons de Saturne. Par conséquent, les forces de marée empêcheront cette partie des anneaux de former une (grande) lune.

En fait, une partie des anneaux peut être causée par la perte de matière de certaines des lunes de Saturne, comme le soupçonnent les observations d'Encelade.

L'accrétion de la Terre est toujours en cours. Ainsi, n'importe quel nombre entre des millions d'années et des milliards d'années de temps d'accrétion pour une planète peut être justifié. La moitié de la masse de la Terre aurait dû s'accréter en 10 millions d'années, voir cet article.


Ça n'arrivera pas.

Les lunes existantes ont des orbites qui évitent que ces fragments de matière deviennent plus gros, en y posant des forces de marée.


La réponse actuellement dominante est correcte pour dire que la formation de la lune à l'intérieur de la limite de Roche est peu probable.

Cependant, le disque évolue en raison de la viscosité entre les particules, et par conséquent il "s'étale", de sorte que le matériau est capable de se déplacer en dehors de la limite de Roche.

En fait, c'est une explication possible de la formation des lunes intérieures de Saturne - qu'un système d'anneaux initialement beaucoup plus massif a subi une évolution et une propagation visqueuses, et que le matériau répandu en dehors de la limite de Roche a pu se condenser dans les lunes intérieures. Voir par exemple http://arxiv.org/abs/1109.3360

Il est douteux qu'un tel processus puisse se poursuivre. Les modèles d'évolution du disque visqueux montrent que l'évolution initiale est très rapide et que l'évolution ultérieure est beaucoup plus lente, de sorte que le taux de transfert de masse vers l'extérieur de la limite de Roche est maintenant assez faible. C'est peut-être qu'il est trop lent pour former quelque chose de nouveau et que n'importe quelle masse serait simplement accrété sur les satellites saturniens existants.


Anneau autour d'une lune de Saturne ?

Par : J. Kelly Beatty 7 mars 2008 3

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Un article fascinant dans le numéro du 7 mars de La science Le magazine décrit comment, lorsque le vaisseau spatial Cassini de la NASA a effleuré à moins de 300 milles de la lune saturnienne Rhéa en novembre 2005, plusieurs instruments ont détecté ce qui semble être un disque de poussière ténu autour de lui contenant trois anneaux minces et clairsemés.

Un concept d'artiste montre l'anneau de débris (exagéré pour plus de clarté) qui pourrait orbiter autour de la deuxième plus grande lune de Saturne, Rhéa.

Si je comprends bien l'article, cela suggère que la densité de "l'anneau" est de 1 particule pour 10 km2 de volume dans la partie la plus dense ! Ne pense pas que Cassini a besoin de craindre Rhea. :o)

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Homme bien écrit. seulement votre chronologie n'est pas la mienne. Pourquoi impliquer ces « millions d'années » dans l'histoire ?
Je suis heureux que vous disiez que l'équipe croyait que les anneaux "AURAIT PU exister de manière stable autour de Rhea pendant plusieurs millions d'années". Donc ne pas présenter la théorie des millions d'années (car c'est une théorie) comme un fait.

Pourquoi je dis ça ? Je pense que si vous regardez ces anneaux étranges comme "créés" au lieu de "formés en x millions d'années", des choses vraiment intéressantes en sortiront.

Pour le reste, j'aime vos articles. Très bien!

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Euh, Marc, si vous n'acceptez pas l'idée que l'univers a au moins des millions (sans parler des milliards) d'années, comment expliquez-vous le FAIT qu'il faut de la lumière, parcourant 186 000 miles par seconde, environ 2 millions d'années pour nous rejoindre depuis la galaxie d'Andromède ? Êtes-vous en train de dire que les photons doivent avoir été créés au milieu de l'espace, à 6 000 années-lumière de la Terre ? Bien sûr, cela signifierait également que les photons qui semblent nous venir de tout le reste de l'univers doivent avoir été créés dans une vaste sphère de 6 000 années-lumière de rayon en même temps, tous voyageant à la vitesse de lumière vers le centre de la sphère. Pouvez-vous citer un processus physique qui causerait cela ?


Les anneaux de Saturne finiront-ils par former une/des lunes ?

Puisque la matière est dispersée autour du corps, de la même manière que la matière autour du soleil dans les premiers stades du système solaire, cette matière va-t-elle aussi former des corps qui orbiteront autour de Saturne ?

Non, car ils sont trop près de Saturne.

Ils sont si proches de Saturne que la force de marée de Saturne est plus grande que l'attraction entre deux rochers de l'anneau. C'est ce que nous appelons la limite de Roche. Et en fait cela pourrait être une explication de leur formation : une lune s'est approchée trop près de Saturne et a été déchirée par la force des marées, répandant sa matière qui s'est alors organisée en anneaux.

Je vais ajouter une source pour cela

La meilleure théorie que nous ayons actuellement sur la formation des anneaux de Saturne vient de Robin Canup. Si vous souhaitez lire l'article en entier, envoyez-moi un MP et je vous enverrai un pdf. C'est l'un des meilleurs que j'ai lu ces dernières années.

De plus, la raison pour laquelle les anneaux ne fusionneront pas en lunes est qu'ils se trouvent dans la limite de Roche de Saturne. Pour cette raison, les objets liés par gravité ne peuvent pas être maintenus ensemble, de sorte que la taille des particules sera déterminée par d'autres forces (liaison chimique, principalement). Cela conduit à des objets beaucoup plus petits que la taille de la lune.

De plus, la raison pour laquelle ces particules orbitent autour de Saturne dans un anneau au lieu d'une autre forme (comme un taureau ou une sphère) est qu'il s'agit de l'état d'énergie minimum dans lequel les particules peuvent se trouver tout en conservant le moment angulaire.


Saturne pourrait perdre ses anneaux bien plus tôt que prévu

Une impression d'artiste montrant comment les anneaux de Saturne pourraient apparaître dans 100 millions d'années environ, en fonction de la quantité de matériau annulaire qui pleuvra dans l'atmosphère de la planète. Image : NASA/Cassini/James O&8217Donoghue

Voici la bonne nouvelle : les anneaux glorieux de Saturne pourraient durer jusqu'à 300 millions d'années de plus. Les mauvaises nouvelles? Ils pourraient être partis beaucoup plus tôt que cela.

De nouvelles recherches confirment que Saturne perd de la matière annulaire dans une "pluie" constante tombant dans la haute atmosphère de la planète, sous l'influence du champ magnétique et de la gravité de Saturne, à la vitesse maximale estimée à partir des survols de Voyager il y a des décennies.

"Nous estimons que cette "pluie annulaire" draine une quantité de produits d'eau qui pourrait remplir une piscine de taille olympique des anneaux de Saturne en une demi-heure", a déclaré James O'Donoghue, chercheur au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. «À partir de cela seul, tout le système d'anneaux aura disparu dans 300 millions d'années.”

Mais si les données collectées par le vaisseau spatial Cassini de la NASA sont correctes, "les anneaux ont moins de 100 millions d'années à vivre", a déclaré O’Donoghue, "C'est relativement court, comparé à l'âge de Saturne de plus de 4 milliards d'années. "

La nouvelle recherche indique qu'il est peu probable que les anneaux aient plus de 100 millions d'années environ et, en tant que tel, "nous avons la chance d'être dans les parages pour voir le système d'anneaux de Saturne, qui semble être au milieu de sa vie", #8217Donoghue a dit. “Cependant, si les anneaux sont temporaires, peut-être avons-nous manqué de voir les systèmes d'anneaux géants de Jupiter, Uranus et Neptune, qui n'ont aujourd'hui que de fines boucles !”

Les anneaux de Saturne sont principalement constitués de morceaux de glace d'eau aussi petits que des grains microscopiques ou des rochers de plusieurs mètres de diamètre. Leur vitesse orbitale agit pour empêcher la gravité de Saturne de les attirer. Mais les particules plus petites peuvent devenir chargées électriquement par la lumière ultraviolette ou par le plasma produit lors de collisions avec des micrométéoroïdes. Lorsque cela se produit, les particules peuvent être attirées dans l'atmosphère de la planète le long des lignes de champ magnétique.

Après vaporisation, les molécules d'eau peuvent réagir chimiquement avec l'ionosphère de Saturne, augmentant la durée de vie des ions H3+ chargés électriquement, composés de trois protons et de deux électrons. La lumière du soleil peut faire briller ces particules dans la lumière infrarouge, ce qui a été observé par l'équipe d'O'Donoghue à l'aide d'instruments du W.M. Observatoire Keck à Hawaï.

En analysant cette lumière, l'équipe a découvert que la quantité de pluie correspond aux valeurs élevées obtenues plus de trois décennies plus tôt. Les chercheurs ont également découvert une bande rougeoyante à des latitudes plus élevées dans l'hémisphère sud, où le champ magnétique de Saturne croise l'orbite de la lune Encelade, qui crache de la glace d'eau dans l'espace à partir de geysers alimentés par un océan souterrain.

"Ce n'était pas une surprise totale", a déclaré Jack Connerney, qui a proposé en 1986 que des particules annulaires chargées électriquement coulaient le long des lignes de champ magnétique dans l'atmosphère de Saturne. « Nous avons également identifié Encelade et l'anneau en E comme une abondante source d'eau, sur la base d'une autre bande sombre étroite de cette ancienne image de Voyager. »

L'équipe d'O'Donoghue's veut découvrir comment la pluie annulaire change à mesure que Saturne traverse différentes saisons au cours de son obit de 29,4 ans du soleil. Ces observations aideront les chercheurs à déterminer le sort ultime des anneaux.


Les anneaux de Saturne n'existeront que pour un instant

L'humanité existe à un moment très spécial de l'histoire de notre système solaire - l'ère des anneaux de Saturne.

Au cours des 100 prochains millions d'années, les anneaux de Saturne disparaîtront complètement et, comme le révèle une nouvelle étude scientifique, les planétologues se sont rendu compte qu'elle n'avait acquis ses anneaux que très récemment.

Au cours des derniers mois de la mission Cassini à Saturne, le vaisseau spatial de la NASA a effectué une série d'orbites audacieuses à travers l'espace entre les sommets des nuages ​​de la planète et le bord le plus intérieur de ses anneaux. La soi-disant "Grand Finale" a signalé que la fin était proche pour la sonde et, le 15 septembre 2017, elle a brûlé dans l'atmosphère de la géante gazeuse, mettant fin à 13 années spectaculaires de science dans l'orbite de Saturne.

Le vaisseau spatial manquait de carburant et, pour éviter un crash accidentel sur l'une des lunes potentiellement habitables de Saturne, comme Encelade ou Titan, la NASA avait décidé depuis longtemps que la meilleure façon de se débarrasser de la mission était de la brûler dans la haute atmosphère de Saturne. . L'agence voulait éviter la contamination terrestre sur ces environnements extraterrestres vierges.

Anneau Pluie

Avant sa mort ardente, cependant, Cassini a pris des mesures sans précédent de la mystérieuse région de l'anneau annulaire pour révéler une dynamique d'anneau surprenante. Bien que les scientifiques de la mission s'attendaient à détecter des gaz élémentaires vaporeux dans cette région "vide", l'instrumentation à particules de Cassini a trouvé un assortiment d'éléments et de molécules "s'entraînant" des anneaux jusqu'à l'atmosphère de la planète. Ils estiment qu'environ 10 tonnes (9 072 kilogrammes) de matière tombent sur Saturne depuis les anneaux par seconde, comme l'écrit Meghan Bartels pour Space.com.

Cela signifie que les anneaux de Saturne finiront par disparaître, comme l'a conclu une étude de fin 2018.

"[L]es anneaux ont moins de 100 millions d'années à vivre. C'est relativement court, comparé à l'âge de Saturne de plus de 4 milliards d'années », a déclaré James O'Donoghue, du Goddard Space Flight Center de la NASA, dans un communiqué de décembre.

Maintenant, dans l'étude Science publiée aujourd'hui (17 janvier), les chercheurs ont utilisé les plongées des anneaux de Cassini pour estimer quand Saturne a acquis ses célèbres anneaux.

Lorsque Cassini a traversé le plan annulaire de Saturne, les chefs de mission ont permis à la planète, à ses anneaux et à ses lunes de tirer gravitationnellement le vaisseau spatial à grande vitesse. Les remorqueurs extrêmement légers ont entraîné de minuscules changements dans la trajectoire de la sonde, qui ont pu être mesurés avec précision. Ces changements ont permis aux scientifiques de faire, pour la première fois, une très bonne mesure de la masse contenue dans les anneaux de Saturne.

Après avoir analysé la dernière série d'orbites en septembre 2017, cependant, la mesure dans laquelle la trajectoire de Cassini a été déviée initialement n'avait pas de sens. Cela ne correspondait pas aux prédictions des modèles théoriques. Il s'est avéré que le mouvement de Cassini était en outre modifié par des flux massifs de matière à l'intérieur de l'atmosphère épaisse de Saturne à l'équateur à environ 9 656 kilomètres de profondeur. Ces flux massifs se déplacent environ 4% plus lentement que les nuages ​​​​atmosphériques supérieurs visibles, provoquant une anomalie gravitationnelle qui n'était pas prévue.

"La découverte de couches en rotation profonde est une révélation surprenante sur la structure interne de la planète", a déclaré Linda Spilker, scientifique du projet Cassini du Jet Propulsion Laboratory de la NASA dans un communiqué. "La question est de savoir ce qui fait que la partie de l'atmosphère en rotation la plus rapide va si profondément et qu'est-ce que cela nous dit sur l'intérieur de Saturne."

Révélations de bague

Une fois cette énigme résolue, les scientifiques étaient libres de mesurer l'influence gravitationnelle des anneaux de Saturne. Les chercheurs estiment que la masse totale des anneaux de Saturne est d'environ 40 % celle de la lune Mimas de Saturne. Considérant que Mimas est 2 000 fois plus petite que la lune de la Terre, il n'y a certainement pas beaucoup de matière dans les anneaux de Saturne.

Les scientifiques s'étaient auparavant appuyés sur les ondes de densité, ou ondulations, à travers les anneaux causées par le mouvement des 62 lunes sur l'orbite de Saturne pour estimer la masse des anneaux. Bien que ces estimations soient également faibles, les astronomes ont toujours supposé qu'il y avait une masse cachée dans de gros blocs de matière qui n'était pas vue. "Nous avons toujours soupçonné qu'il y avait une masse cachée que nous ne pouvions pas voir dans les vagues", a ajouté le planétologue Burkhard Militzer, de l'Université de Californie à Berkeley, dans un communiqué.

Maintenant, avec les mesures de précision faites par les orbites finales de Cassini, nous savons qu'il n'y a pas de masse cachée. Plus la masse est faible, plus les anneaux sont jeunes, et parce qu'ils sont principalement constitués de glace, s'ils étaient plus vieux, le matériau des anneaux aurait été contaminé par des débris interplanétaires, les ternissant. Les anneaux de Saturne, comme nous en sommes parfaitement conscients, sont magnifiquement brillants. La nouvelle estimation de l'âge se situe dans la plage des estimations des vagues de densité antérieures, ce qui permet aux chercheurs de faire une analyse plus précise de leur âge réel.

Les estimations précédentes de l'âge des anneaux variaient de 4,5 milliards d'années (les restes de la formation de Saturne elle-même) à quelques dizaines de millions d'années. Mais avec cette nouvelle découverte en main, il semble que les anneaux soient très jeunes - ils se sont formés il y a moins de 100 millions d'années, peut-être aussi récemment qu'il y a 10 millions d'années.

D'où viennent-ils? Eh bien, il est possible qu'un objet glacé de la ceinture de Kuiper, ou une comète errante, se soit enlacé dans le champ gravitationnel de Saturne et ait succombé aux puissantes marées de la planète, les déchirant, finissant par broyer leur matériau pour créer les anneaux bagués que nous connaissons et aimons aujourd'hui.

Bien que les anneaux de Saturne auront disparu dans 100 millions d'années, cela ne signifie pas que les jours de planète aux anneaux de notre système solaire sont révolus pour toujours. Si Saturne peut les créer, il y a peu de raisons pour lesquelles Jupiter, Neptune ou Uranus ne peuvent pas déchiqueter leur propre corps glacé pour créer un autre affichage planétaire brillant et annelé dans un avenir lointain.


Quel âge ont les bagues ?

“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. Dans la phase finale de la mission Cassini, le vaisseau spatial a plongé entre la planète et l'anneau le plus interne, à des altitudes de 2 600 à 3 900 km au-dessus du sommet des nuages. Au cours de six de ces traversées, une liaison radio avec la Terre a été surveillée pour déterminer le champ gravitationnel de la planète et la masse de ses anneaux. Nous constatons que la gravité de Saturne s'écarte des attentes théoriques et nécessite une rotation différentielle de l'atmosphère s'étendant jusqu'à une profondeur d'au moins 9000 km. La masse totale des anneaux est (1,54 ± 0,49) × 10^19 kg (0,41 ± 0,13 fois celle de la lune Mimas), indiquant que les anneaux peuvent s'être formés il y a 10^7-10^8 ans.

Mesures de gravité Cassini

Les chercheurs ont utilisé la sonde Cassini, et voici ce qu'ils avaient à dire avec leurs propres mots :

« Nous avons déterminé le champ gravitationnel de Saturne en reconstituant la trajectoire de Cassini pendant la Grande Finale, en utilisant une liaison micro-ondes cohérente entre les stations de suivi de la Terre et le vaisseau spatial. Les mesures de débit ont été obtenues à partir du décalage Doppler d'un signal porteur envoyé depuis le sol à 7,2 GHz (bande X) et retransmis vers la Terre par le transpondeur embarqué de Cassini à 8,4 GHz. Une liaison descendante auxiliaire en bande Ka (32,5 GHz) a également été enregistrée.”

Modèle dynamique

Notre ajustement orbital est basé sur le modèle dynamique précédemment adopté et testé dans la détermination des champs de gravité de Titan et Encelade, implémenté dans le code de navigation MONTE du Jet Propulsion Laboratory. Le modèle a été étendu pour inclure le paramètre gravitationnel de Saturne DG, les coefficients harmoniques zonaux J2J20, le champ tesséral (dépendant de la longitude) de degré 2 (pour tenir compte d'une éventuelle rotation de l'axe non principal) et la masse des anneaux.

Détermination de la gravité

Notre modèle déterministe, basé sur les attentes géophysiques du champ de gravité d'une géante gazeuse comme Saturne, peut s'adapter adéquatement aux données Doppler si chaque arc est analysé séparément. Cependant, le même modèle ne peut pas s'adapter conjointement à toutes les passes dans une solution combinée, multi-arc, gravité et orbitale. Les signatures dans les résidus de vitesse de propagation sont aussi grandes que 0,2 mm.s−1 sur des échelles de temps de 20 à 60 min, correspondant à des accélérations radiales de l'ordre de 10−7 m.s−2. Cette valeur est une sous-estimation des accélérations réelles non modélisées, car une grande partie d'entre elles sont repliées dans celles associées aux paramètres estimés. Les accélérations non modélisées agissant sur Cassini doivent être compensées, pour éviter les biais dans les estimations des harmoniques de gravité et de la masse de l'anneau.

Modèles d'intérieur Saturn avec rotation uniforme

Bien que les mesures de gravité fournissent des contraintes sur l'intérieur des géantes gazeuses, chaque modèle utilisant des données de gravité souffre inévitablement d'incertitudes. Nous avons testé si les modèles intérieurs basés sur une rotation uniforme peuvent expliquer les harmoniques de gravité mesurées. Nous avons développé une suite de modèles d'intérieur basés sur l'hypothèse commune que le fluide à l'intérieur de Saturne tourne uniformément comme un corps solide.

Les méthodes qui en découlent sont purement mathématiques, nous ne les verrons pas ici. Jetons plutôt un coup d'œil aux titres :*Rotation différentielle sur cylindres avec la méthode CMS* Rotation différentielle avec des écoulements à profondeur finie*Masse et âge des anneaux de Saturne


Warp dans les anneaux de Saturne

Dans cette image de la sonde Cassini de la NASA, les anneaux A et F de Saturne semblent étrangement déformés à l'endroit où ils coupent le limbe de la planète, dont l'atmosphère agit ici comme une très grande lentille.

Dans ses régions supérieures, l'atmosphère de Saturne absorbe une partie de la lumière réfléchie par les anneaux lors de son passage. Mais l'absorption n'est pas la seule chose qui arrive à cette lumière. Alors qu'il passe de l'espace à l'atmosphère et revient dans l'espace vers les caméras de Cassini, son chemin est réfracté ou courbé. Le résultat est que l'image de la bague apparaît déformée.

Cette vue regarde vers le côté ensoleillé des anneaux d'environ 18 degrés au-dessus du plan de l'anneau. L'image a été prise en lumière visible avec la caméra à angle étroit de la sonde Cassini le 9 juin 2016.

La vue a été acquise à une distance d'environ 1,8 million de kilomètres (1,1 million de milles) des anneaux et à un engin spatial Sun-rings, ou angle de phase, de 112 degrés. L'échelle de l'image est de 11 kilomètres (7 miles) par pixel.

Saturne : à la découverte de la planète aux anneaux

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Une recherche de la NASA révèle que Saturne perd ses anneaux au rythme du "pire scénario"

De nouvelles recherches de la NASA confirment que Saturne perd ses anneaux emblématiques au taux maximum estimé à partir des observations de Voyager 1 et 2 effectuées il y a des décennies. Les anneaux sont attirés dans Saturne par gravité sous la forme d'une pluie poussiéreuse de particules de glace sous l'influence du champ magnétique de Saturne.

&ldquoNous estimons que cette &lsquor pluie&rsquo draine une quantité de produits d'eau qui pourraient remplir une piscine de taille olympique des anneaux de Saturne en une demi-heure,&rdquo a déclaré James O&rsquoDonoghue de la NASA&rsquo Goddard Space Flight Center à Greenbelt, Maryland. &ldquoÀ partir de cela seul, l'ensemble du système d'anneaux aura disparu dans 300 millions d'années, mais ajoutez à cela le matériau annulaire mesuré par le vaisseau spatial Cassini et détecté tombant dans l'équateur de Saturne, et les anneaux ont moins de 100 millions d'années à vivre. C'est relativement court, comparé à l'âge de Saturne de plus de 4 milliards d'années.&rdquo O&rsquoDonoghue est l'auteur principal d'une étude sur la pluie annulaire de Saturne apparaissant à Icare le 17 décembre.

Les scientifiques se demandent depuis longtemps si Saturne s'est formée avec les anneaux ou si la planète les a acquis plus tard dans la vie. La nouvelle recherche favorise ce dernier scénario, indiquant qu'il est peu probable qu'elles aient plus de 100 millions d'années, car il faudrait autant de temps pour que l'anneau C devienne ce qu'il est aujourd'hui en supposant qu'il était autrefois aussi dense que l'anneau B. &ldquoNous avons la chance d'être dans les parages pour voir le système d'anneaux de Saturne, qui semble être au milieu de sa durée de vie. Cependant, si les anneaux sont temporaires, nous avons peut-être manqué de voir les systèmes d'anneaux géants de Jupiter, Uranus et Neptune, qui n'ont aujourd'hui que de fines boucles ! », a ajouté Donoghue.

Diverses théories ont été proposées pour l'origine de l'anneau. Si la planète les a reçus plus tard dans la vie, les anneaux auraient pu se former lorsque de petites lunes glacées en orbite autour de Saturne sont entrées en collision, peut-être parce que leurs orbites ont été perturbées par un remorqueur gravitationnel d'un astéroïde ou d'une comète qui passait.

Les premiers indices de l'existence de la pluie annulaire provenaient des observations de Voyager sur des phénomènes apparemment sans rapport : des variations particulières dans la haute atmosphère de Saturne chargée électriquement (ionosphère), des variations de densité dans les anneaux de Saturne et un trio de bandes sombres étroites encerclant la planète aux latitudes moyennes nord. Ces bandes sombres sont apparues sur des images de la haute atmosphère brumeuse de Saturne (stratosphère) réalisées par la mission Voyager 2 de la NASA en 1981.

En 1986, Jack Connerney de la NASA Goddard a publié un article dans Geophysical Research Letters qui reliait ces bandes sombres étroites à la forme de l'énorme champ magnétique de Saturne, proposant que des particules de glace chargées électriquement des anneaux de Saturne coulaient le long de lignes de champ magnétique invisibles, déversant de l'eau dans Saturne dans la haute atmosphère où ces raies ont émergé de la planète. L'afflux d'eau des anneaux, apparaissant à des latitudes spécifiques, a emporté la brume stratosphérique, la faisant apparaître sombre dans la lumière réfléchie, produisant les bandes sombres étroites capturées dans les images Voyager.

Les anneaux de Saturne sont principalement des morceaux de glace d'eau dont la taille varie de grains de poussière microscopiques à des rochers de plusieurs mètres (mètres) de diamètre. Les particules de l'anneau sont prises dans un équilibre entre l'attraction de la gravité de Saturne, qui veut les ramener dans la planète, et leur vitesse orbitale, qui veut les projeter vers l'extérieur dans l'espace. De minuscules particules peuvent être chargées électriquement par la lumière ultraviolette du Soleil ou par les nuages ​​​​de plasma émanant du bombardement de micrométéoroïdes des anneaux. Lorsque cela se produit, les particules peuvent ressentir l'attraction du champ magnétique de Saturne, qui se courbe vers l'intérieur vers la planète au niveau des anneaux de Saturne. Dans certaines parties des anneaux, une fois chargés, l'équilibre des forces sur ces minuscules particules change radicalement, et la gravité de Saturne les attire le long des lignes de champ magnétique dans la haute atmosphère.

Une fois là-bas, les particules de l'anneau glacé se vaporisent et l'eau peut réagir chimiquement avec l'ionosphère de Saturne. L'un des résultats de ces réactions est une augmentation de la durée de vie des particules chargées électriquement appelées ions H3+, qui sont composées de trois protons et de deux électrons. Lorsqu'ils sont énergisés par la lumière du soleil, les ions H3+ brillent dans la lumière infrarouge, ce qui a été observé par l'équipe d'O&rsquoDonoghue&rsquos à l'aide d'instruments spéciaux attachés au télescope Keck à Mauna Kea, à Hawaï.

Leurs observations ont révélé des bandes lumineuses dans les hémisphères nord et sud de Saturne, où les lignes de champ magnétique qui coupent le plan de l'anneau pénètrent dans la planète. Ils ont analysé la lumière pour déterminer la quantité de pluie provenant de l'anneau et ses effets sur l'ionosphère de Saturne. Ils ont constaté que la quantité de pluie correspond remarquablement bien aux valeurs étonnamment élevées obtenues plus de trois décennies plus tôt par Connerney et ses collègues, une région du sud en recevant la majeure partie.

L'équipe a également découvert une bande rougeoyante à une latitude plus élevée dans l'hémisphère sud. C'est là que le champ magnétique de Saturne croise l'orbite d'Encelade, une lune géologiquement active qui projette des geysers de glace d'eau dans l'espace, indiquant que certaines de ces particules pleuvent également sur Saturne. &ldquoC'était&rsquot une surprise complète,», a déclaré Connerney. &ldquoNous avons également identifié Encelade et l'anneau en E comme une abondante source d'eau, sur la base d'une autre bande sombre étroite dans cette ancienne image de Voyager.&rdquo Les geysers, observés pour la première fois par les instruments Cassini en 2005, proviendraient d'un océan de l'eau liquide sous la surface gelée de la petite lune. Son activité géologique et son océan d'eau font d'Encelade l'un des endroits les plus prometteurs pour rechercher une vie extraterrestre.

L'équipe aimerait voir comment la pluie annulaire change avec les saisons sur Saturne. Au fur et à mesure que la planète progresse sur son orbite de 29,4 ans, les anneaux sont exposés au Soleil à des degrés divers. Étant donné que la lumière ultraviolette du Soleil charge les grains de glace et les fait réagir au champ magnétique de Saturne, une exposition variable à la lumière du soleil devrait modifier la quantité de pluie annulaire.


Les images Cassini de la NASA pourraient révéler la naissance d'une lune de Saturne

Le vaisseau spatial Cassini de la NASA a documenté la formation d'un petit objet glacé dans les anneaux de Saturne qui pourrait être une nouvelle lune et pourrait également fournir d'autres indices.

Le vaisseau spatial Cassini de la NASA a documenté la formation d'un petit objet glacé dans les anneaux de Saturne qui pourrait être une nouvelle lune, et pourrait également fournir des indices sur la formation des lunes connues de la planète.

Les images prises avec la caméra à angle étroit de Cassini le 15 avril 2013 montrent des perturbations tout au bord de l'anneau A de Saturne, le plus externe des grands anneaux brillants de la planète. L'une de ces perturbations est un arc environ 20 pour cent plus lumineux que son environnement, 750 miles (1 200 kilomètres) de long et 6 miles (10 kilomètres) de large. Les scientifiques ont également trouvé des protubérances inhabituelles dans le profil généralement lisse au bord de l'anneau. Les scientifiques pensent que l'arc et les protubérances sont causés par les effets gravitationnels d'un objet proche. Les détails des observations ont été publiés en ligne aujourd'hui (14 avril 2014) par la revue Icarus.

On ne s'attend pas à ce que l'objet devienne plus gros et peut même se désintégrer. Mais le processus de sa formation et de son mouvement vers l'extérieur nous aide à comprendre comment les lunes glacées de Saturne, y compris Titan enveloppé de nuages ​​et Encelade, qui détient l'océan, peuvent s'être formées dans des anneaux plus massifs il y a longtemps. Il donne également un aperçu de la façon dont la Terre et d'autres planètes de notre système solaire ont pu se former et migrer loin de notre étoile, le soleil.

"Nous n'avons jamais rien vu de tel auparavant", a déclaré Carl Murray de l'Université Queen Mary de Londres, l'auteur principal du rapport. "Nous sommes peut-être en train de regarder l'acte de naissance, où cet objet quitte juste les anneaux et se dirige vers une lune à part entière."

L'objet, officieusement nommé Peggy, est trop petit pour être vu en images jusqu'à présent. Les scientifiques estiment qu'il ne fait probablement pas plus d'un demi-mile (environ un kilomètre) de diamètre. Les lunes glacées de Saturne varient en taille en fonction de leur proximité avec la planète - plus elles sont éloignées de la planète, plus elles sont grandes. Et de nombreuses lunes de Saturne sont principalement composées de glace, tout comme les particules qui forment les anneaux de Saturne. Sur la base de ces faits et d'autres indicateurs, des chercheurs ont récemment proposé que les lunes glacées se soient formées à partir de particules annulaires puis se soient déplacées vers l'extérieur, loin de la planète, fusionnant avec d'autres lunes sur le chemin.

"Témoigner de la naissance possible d'une petite lune est un événement excitant et inattendu", a déclaré Linda Spilker, scientifique du projet Cassini, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie. Selon Spilker, l'orbite de Cassini se rapprochera du bord extérieur de l'A sonner fin 2016 et donner l'occasion d'étudier Peggy plus en détail et peut-être même de l'imaginer.

Il est possible que le processus de formation de la lune dans les anneaux de Saturne se soit terminé avec Peggy, car les anneaux de Saturne sont maintenant, selon toute vraisemblance, trop épuisés pour faire plus de lunes. Parce qu'ils ne peuvent plus observer ce processus, Murray et ses collègues tirent des observations tout ce qu'ils peuvent apprendre.

"La théorie soutient que Saturne avait il y a longtemps un système d'anneaux beaucoup plus massif capable de donner naissance à des lunes plus grosses", a déclaré Murray. "Alors que les lunes se sont formées près du bord, elles ont épuisé les anneaux et évolué, donc celles qui se sont formées les plus tôt sont les plus grandes et les plus éloignées."

La mission Cassini-Huygens est un projet coopératif de la NASA, de l'Agence spatiale européenne et de l'Agence spatiale italienne. JPL, une division du California Institute of Technology, gère la mission pour la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington.


Voir la vidéo: LES ANNEAUX DE SATURNE (Septembre 2021).