La mission Cassini à Saturne a pris fin il y a un an et demi, mais les résultats scientifiques proviennent toujours de toutes les données collectées. Lorsque Cassini s'est rapproché de Saturne au cours de ses derniers mois, elle a examiné en détail les anneaux de la géante gazeuse, se déplaçant entre eux et la planète elle-même. Cette inspection détaillée a soulevé pas mal de questions sur toutes les interactions qui façonnent ces anneaux.
Un nouvel article publié dans Science présente certains des résultats de la vue rapprochée de Cassini sur les anneaux.
De minuscules moonlets abondent à l'intérieur du système d'anneaux de Saturne, et ces corps interagissent avec les particules glacées qui composent la majeure partie des anneaux. Cela se traduit par une variété de formes et de textures dans la structure de l'anneau, tout comme la façon dont les planètes sont formées dans le disque protoplanétaire autour d'une étoile. Cela signifie que les anneaux sont comme un laboratoire dans lequel les scientifiques peuvent se renseigner pour en savoir plus sur la formation des planètes.
"Ces nouveaux détails sur la façon dont les lunes sculptent les anneaux de diverses manières offrent une fenêtre sur la formation du système solaire ..."
L'auteur principal et scientifique Cassini Matt Tiscareno du SETI Institute à Mountain View, en Californie.
Lors du dernier examen du vaisseau spatial Cassini sur les anneaux, il a découvert des textures et des motifs allant de grumeleux à de la paille. Cette variété soulève des questions sur la façon dont ils ont été façonnés exactement et sur l'histoire des interactions qui les a façonnés. Ajout aux questions est de savoir comment la couleur, la température et la chimie change à travers la structure de l'anneau.
Mais comme beaucoup de sciences, cette étude soulève à la fois de nouvelles questions et met en lumière des questions existantes.
L'anneau F est l'anneau défini le plus à l'extérieur de la structure annulaire de Saturne, et probablement le plus actif. Il contient des fonctionnalités qui peuvent varier dans des délais aussi courts que quelques heures. Une étude de 2008 a montré qu'il y avait plusieurs moonlets à l'œuvre dans l'anneau F, et leurs collisions et effets gravitationnels sont responsables de certains des amas et des canaux longitudinaux de cet anneau.
Dans ce nouvel article, les chercheurs se sont concentrés sur une série de stries générées par les impacts dans l'anneau F qui ont la même longueur et la même orientation. Ils concluent qu'un troupeau d'impacteurs qui ont heurté les anneaux en même temps sont responsables. Ceci est important car il exclut les débris cométaires en tant que cause et met en évidence le rôle que les flux de matériaux en orbite autour de Saturne jouent dans le façonnement de la structure des anneaux.
«Ces nouveaux détails sur la façon dont les lunes sculptent les anneaux de diverses manières offrent une fenêtre sur la formation du système solaire, où vous avez également des disques évoluant sous l'influence de masses en leur sein», a déclaré l'auteur principal et scientifique Cassini Matt Tiscareno du SETI Institut à Mountain View, Californie.
Les excellentes vues rapprochées des anneaux que Cassini a capturés pendant ses orbites de pâturage en anneau entre décembre 2016 et avril 2017 ont montré trois types de structures distinctes: grumeleux, lisses et striés. Ils montrent également clairement que les trois types existent dans des ceintures avec des frontières nettes entre elles. La raison de cela n'est pas claire, car les scientifiques ne peuvent identifier aucune caractéristique de l'anneau connectée aux ceintures.
"Il doit y avoir quelque chose de différent dans les caractéristiques des particules ... Et nous ne savons pas encore ce que c'est."
L'auteur principal et scientifique Cassini Matt Tiscareno du SETI Institute à Mountain View, en Californie.
"Cela nous dit que l'apparence des anneaux n'est pas seulement fonction de la quantité de matière", a déclaré Tiscareno. «Il doit y avoir quelque chose de différent dans les caractéristiques des particules, affectant peut-être ce qui se passe lorsque deux particules d'anneau entrent en collision et rebondissent l'une sur l'autre. Et nous ne savons pas encore ce que c'est. "
Cassini a eu des découvertes encore plus mystérieuses, qui ont été découvertes par son spectromètre de cartographie visible et infrarouge (VIMS). Comme son nom l'indique, il imagé les anneaux à la fois visible et infrarouge. VIMS a trouvé des bandes eau-glace inhabituellement faibles dans la partie la plus externe de l'anneau A. C'est une découverte inattendue, car cette zone est connue pour être hautement réfléchissante, et une réflectivité élevée signifie généralement de la glace moins contaminée et donc des bandes de glace d'eau plus fortes.
VIMS avait plus de surprises en magasin. Alors que les scientifiques savaient déjà que la glace d'eau est le principal composant des anneaux de Saturne, ils étaient à peu près sûrs que d'autres glaces comme la glace ammoniacale et la glace méthane étaient présentes. Mais VIMS n'a pu trouver aucun de ces deux glaces, ni aucun composé organique, qui devrait être là étant donné la matière organique que Cassini avait précédemment trouvée s'écoulant de l'anneau D dans l'atmosphère de Saturne.
"Si les matières organiques étaient présentes en grande quantité - du moins dans les anneaux principaux A, B et C - nous les verrions", a déclaré Phil Nicholson, scientifique Cassini VIMS de l'Université Cornell à Ithaca, New York. "Je ne suis pas encore convaincu qu’ils soient une composante majeure des anneaux principaux."
Ce sont de nouvelles découvertes intéressantes pour les scientifiques de Saturne, et ce sont des énigmes qui nécessitent de nouveaux modèles à expliquer. Mais aucun d'eux ne peut surpasser la découverte la plus surprenante de Cassini: les anneaux de Saturne sont beaucoup plus jeunes qu'on ne le pensait.
Selon Jeff Cuzzi du NASA Ames Research Center, nous entrons dans une nouvelle phase d'étude de Saturne qui verra de nouveaux modèles développés pour expliquer ces nouvelles découvertes.
"Nous voyons tellement plus, et de plus près, et nous obtenons de nouveaux puzzles plus intéressants", a déclaré Cuzzi. "Nous sommes en train de passer à la phase suivante, qui consiste à construire de nouveaux modèles détaillés d'évolution des anneaux - y compris la nouvelle révélation à partir des données de Cassini que les anneaux sont beaucoup plus jeunes que Saturne."
La science est à la fois excitante et frustrante car chaque nouvelle avancée dans la compréhension pose ses propres questions. C’est certainement le cas des nouvelles recherches basées sur les données de Cassini, le meilleur regard sur Saturne et ses anneaux.
«C'est comme augmenter la puissance d'un cran de plus sur ce que nous pouvions voir dans les anneaux. Tout le monde a juste une idée plus claire de ce qui se passe », a déclaré Linda Spilker, scientifique du projet Cassini au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. "L'obtention de cette résolution supplémentaire a répondu à de nombreuses questions, mais il en reste tant de tentantes."
Sources:
- Communiqué de presse: Cassini de la NASA révèle une nouvelle sculpture dans les anneaux de Saturne
- Document de recherche: l’exploration de Cassini-Huygens du système Saturne: 13 ans de découvertes
- Document de recherche: La détermination de la structure de l'anneau F de Saturne par les moonlets proches
- NASA: Cassini Mission
- Space Magazine: Mimas pousse à travers les anneaux de Saturne comme un chasse-neige
