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Petites lunes découvertes par Cassini au voisinage de l’anneau F.

la collision entre le coeur de l’anneau F et une petie Lune pourrait être à l’origine de l’anneau en forme de spirale. Une équipe d’astrophysiciens du CEA, de l’Université Paris 7 Denis Diderot et du CNRS* a découvert que l’un des anneaux de Saturne a une forme de spirale et publie ses résultats aujourd’hui dans Science.

Cet arrangement singulier est peut être le résultat d’une collision avec une petite lune récemment formée. Une aubaine pour les astrophysiciens qui soupçonnent que cet anneau soit le seul endroit de notre système solaire où se forment encore des corps célestes. L’observation de cette "nursery" éclairera sans doute sur les processus de formation des planètes et satellites du système solaire.

Les anneaux de Saturne, découverts en 1610 par Galilée, sont composésde poussières et de glace en rotation autour de la planète.

(c) CEA - Les anneaux de Saturne

Bien qu’ils semblent continus vus depuis la Terre, ces anneaux sont composés depetites particules innombrables, possédant chacune une orbiteindépendante. Leur dimension va du centimètre à plusieurs mètres avecquelques objets de la taille du kilomètre. Ils ont été nommés, dansl’ordre de leurs découvertes : de A à G. L’anneau F est le plus externedes anneaux principaux de Saturne.

Il est situé à 140 000 km de laplanète et est composé d’un anneau central brillant, appelé le « cœur »et de petits anneaux concentriques, appelés « filaments ». A l’aided’images de Cassini, les astrophysiciens ont découvert que lesfilaments sont en réalité une unique structure, en forme de spirale,s’enroulant au moins 3 fois sur elle-même. Si plusieurs autres planètesdu système solaire possèdent des anneaux (Uranus, Neptune et Jupiter),cet anneau en spirale de Saturne est une nouvelle catégorie d’anneaux,sans équivalent connu.

Comment la spirale s’est-elle formée ? Par quel mécanisme ?

Les astrophysiciens pensent qu’une collision entrele cœur de l’anneau F et une petite lune qui serait en formation dansl’anneau pourrait en être la cause. Cette petite lune, en traversant lecœur de l’anneau disperse dans l’espace les particules qui lecomposent. Elles s’étaleraient ensuite en cercle autour de Saturne et,conséquence de la dynamique orbitale, s’enrouleraient naturellement enspirale.

Ce scénario a été confirmé à l’aide de simulations surordinateur.

Plusieurs lunes, observées par Cassini au voisinage del’anneau F pourraient être à l’origine de cette collision sans que l’onai encore déterminé précisément laquelle. En raison de la proximitéavec la planète et de l’influence des forces de gravité, la taille deslunes en formation ne dépasse pas 1 ou 2 km de diamètre. Elles sont ensuite détruites sous l’influence de cette même gravité. L’anneau est ainsi un lieu de perpétuelle formation et de destruction de petiteslunes. Ces observations confirment les calculs de modèles théoriquesqui prédisent depuis longtemps la formation de petites lunes dans cetanneau si particulier.

Les astrophysiciens pensent que ces petites lunes sont jeunes, quelques années au plus, et se sont forméespar accrétion de la matière de l’anneau.

A titre de comparaison, les 9planètes du système solaire et leurs 160 satellites se sont formées ily a 4,5 milliards d’année. Ainsi l’anneau F de Saturne constitueprobablement une véritable « nursery » contemporaine de corps célestequi peut permettre aux astrophysiciens de mieux comprendre lesmécanismes de formation des corps célestes de notre système solaire. En2009 le satellite Prométhée rentrera en collision avec l’anneau F. Il est très probable alors que de nouvelles spirales soient formées, queles astrophysiciens verront évoluer en direct grâce à la sonde Cassini.

*Du laboratoire Astrophysique interactions multi-échelle (CEA/CNRS/Université Paris 7 Denis Diderot)