Les anneaux de Saturne sont composés en majeure partie de particules de glace d’eau. Si on sait qu’ils sont relativement jeunes par rapport à l’âge de notre Système solaire, son scénario de formation est encore méconnu.
Des scientifiques proposent grâce à des simulations numériques que ces anneaux ont pu se former à partir des débris de deux lunes glacées qui seraient entrées en collision il y a quelques centaines de millions d’années.
Lancée en 1997, la sonde Cassini a exploré le système saturnien pendant près de 13 ans, observant et analysant la planète gazeuse, ses lunes et ses mystérieux anneaux. La mission a été une véritable réussite et une mine de précieuses informations, notamment à propos des anneaux qui entourent Saturne. S’ils semblent continus vus depuis la Terre, ils sont en fait composés d’une multitude de petits morceaux de glace (environ 95 % de glace d’eau pure) et de grains de poussière, dont les tailles varient de quelques micromètres à plusieurs centaines de mètres. De plus, grâce à de récentes analyses des données récoltées par la sonde Cassini, on sait désormais que les anneaux sont relativement jeunes, et qu’ils se sont formés il y a quelques centaines d’années seulement (sachant que Saturne s’est formée il y a environ 4,5 milliards d’années !). Mais leur origine demeure un mystère et à l’époque, seuls les dinosaures auraient pu assister à leur formation. Comment ces anneaux sont-ils apparus ?
Des simulations numériques pour remonter l’histoire
Pour retracer les événements passés ayant mené à une formation observable de nos jours, les scientifiques disposent aujourd’hui de puissants outils numériques. Ces derniers leur permettent de simuler de nombreuses éventualités afin de voir lesquelles peuvent conduire aux structures observées. C’est ce qu’a proposé une équipe de scientifiques dans une étude parue le 27 septembre dans la revue The Astrophysical Journal, menée conjointement par des chercheurs de la Nasa et des universités de Durham et de Glasgow.
En partant de l’hypothèse que les anneaux de Saturne pourraient être le résultat de la collision entre deux lunes glacées, ils ont réalisé une multitude de simulations de collisions de lunes afin de voir si ces dernières pouvaient aboutir à la formation des anneaux. Leurs simulations ont été réalisées grâce à un supercalculateur (en quelque sorte un ordinateur hautement performant) nommé DiRAC (Distributed Research using Advanced Computing). Leurs résultats sont sans appel : la grande majorité des simulations de collisions de lunes glacées aboutit à une dispersion de morceaux de glace dans la zone des anneaux, en quantités proches de celles observées aujourd’hui.
Un choc titanesque entraînant la dispersion de matière dans tout le système
Selon les chercheurs, le scénario de formation des anneaux de Saturne le plus probable résiderait dans la collision de deux lunes glacées, analogues en taille et en composition aux lunes Dioné ou Rhéa. Ils estiment qu’un tel évènement aurait pu être déclenché il y a plusieurs centaines de millions d’années à cause d’instabilités gravitationnelles dans le système saturnien de l’époque : les lunes qui gravitent autour de Saturne ont une influence gravitationnelle les unes sur les autres (on parle de résonance), pouvant ainsi déstabiliser certaines orbites et, dans un cas extrême, pousser deux lunes à se heurter. Des effets gravitationnels en cascade auraient alors mené à la disposition des lunes telle qu’on la connaît aujourd’hui.
Ce scénario est d’autant plus satisfaisant que les scientifiques s’escrimaient sans grand succès à expliquer la composition chimique des anneaux, représentés quasiment exclusivement par de la glace d’eau. Lors d’un impact entre deux lunes glacées, ce sont principalement des débris de glace qui seront le plus dispersés, tandis que leur cœur, de composition plutôt rocheuse, aurait pu plus facilement rester consolidé. En somme, la collision entre deux lunes glacées expliquerait à la fois la formation d’anneaux autour de Saturne, mais également leur composition. Dans tous les cas, l’étude du système saturnien demeure scientifiquement excitante, quand on sait que certaines des lunes de Saturne pourraient abriter des conditions propices à l’apparition de la vie.