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Les anneaux de Saturne seraient finalement aussi vieux que le système solaire

La planète Saturne et ses anneaux.

L'une des images les plus détaillées de Saturne prises par la sonde Cassini.

Photo : NASA

Alain Labelle

L’âge des anneaux de Saturne suscite des débats entre scientifiques. Selon une nouvelle étude, ils se seraient formés en même temps que le système solaire, alors que des travaux récents les estimaient beaucoup plus jeunes.

La mission de la sonde Cassini, qui s’est terminée en septembre 2017, a permis de recueillir de nombreuses données permettant, entre autres, d’estimer l’évolution des anneaux caractéristiques de la planète Saturne.

En juin dernier, plusieurs scientifiques ont publié des travaux dont les conclusions laissaient à penser que les anneaux de Saturne étaient relativement jeunes, à l’échelle galactique, et qu'ils se seraient formés il y a 10 à 100 millions d’années.

Or, selon les récents travaux de scientifiques français et américains, les processus qui mènent à l’éjection de la poussière et de la matière des anneaux de Saturne pourraient leur donner une apparence beaucoup plus jeune qu'ils ne le sont en réalité.

Illustration montrant la sonde Cassini au-dessus de l'hémisphère Nord de Saturne.

La sonde Cassini survolant l'hémisphère Nord de Saturne

Photo : NASA/JPL-Caltech

Repères

  • Les anneaux de Saturne furent découverts en 1610 par Galilée. C'est toutefois l'astronome néerlandais Christiaan Huygens qui, en 1656, comprit le premier que les anneaux étaient séparés du corps de la planète.
  • L’Union astronomique internationale recense sept anneaux principaux désignés par une lettre majuscule selon un ordre alphabétique qui correspond à l'ordre chronologique de leur découverte. Les derniers anneaux découverts sont désignés par un nom de code (année-planète-numéro de découverte) en attendant de recevoir un nom de baptême.
  • Le système d'anneaux est composé de millions de blocs de glace et de roches glacées d'une taille variant de 1 centimètre à 10 mètres. Certains astronomes affirment que ces anneaux se seraient formés lors d'une collision avec une énorme lune de la taille de Titan.

Une question d’interprétation

Le planétologue français Aurélien Crida, de l’Observatoire de la Côte d’Azur, et des collègues américains de l’Université du Colorado à Boulder ont examiné de plus près les données de Cassini qui avaient inspiré les articles publiés en juin et remettent aujourd’hui en question l’hypothèse de la jeunesse toute relative des anneaux.

Selon eux, cette théorie est fondée sur des hypothèses et des raccourcis qui s’avèrent incorrects.

Estimer l’âge des anneaux de Saturne n’est pas une mince tâche.

Il ne peut pas être mesuré directement, comme on compterait les anneaux de croissance sur la souche d’un arbre.

Aurélien Crida, Observatoire de la Côte d’Azur

Durant la plongée finale de la sonde vers Saturne, des mesures ont permis d’estimer la masse des anneaux, qui sont composés de plus de 95 % de glace d'eau et de moins de 5 % de roches, de matériaux organiques et de métaux.

Cette estimation a ensuite été utilisée pour calculer combien de temps la glace vierge des anneaux devait être exposée à la poussière et aux micrométéorites pour atteindre le niveau de contamination observé aujourd’hui.  

Cette « contamination » a été estimée à une centaine de millions d’années seulement. Une estimation qui a aussi été présentée comme l’âge des anneaux.

Selon Aurélien Crida et ses collègues, ce temps ne correspondrait à l’âge de formation des anneaux qu’à trois conditions :

  • Que le flux de poussières soit constant;
  • Que la masse des anneaux soit constante;
  • Que toute contamination reçue par les anneaux y reste.

Or, rien ne prouve selon l’équipe franco-américaine que ces trois hypothèses sont valides.

Il y a encore beaucoup d'incertitude sur tous ces points et, si l'on considère les autres résultats de la mission Cassini, nous estimons qu'il y a de bonnes raisons de penser que les anneaux sont beaucoup, beaucoup plus anciens.

Aurélien Crida, Observatoire de la Côte d'Azur

À l’aube du système solaire

Les auteurs de la présente étude, dont le détail est publié dans la revue Nature Astronomy (Nouvelle fenêtre) (en anglais), soutiennent que la masse mesurée lors de la descente finale de Cassini est en accord avec les modèles de l'évolution dynamique des anneaux remontant au système solaire primordial, il y a plus de 4 milliards d'années.

Ils entendent maintenant faire valoir leur hypothèse auprès de la communauté des planétologues.

D'après notre compréhension actuelle de la composition des anneaux, la masse mesurée lors de la descente finale de Cassini serait le produit de plusieurs milliards d'années d'évolution.

Aurélien Crida, Observatoire de la Côte d'Azur

Certes, rien n'empêche les anneaux d'avoir été formés très récemment avec cette masse précise et d'avoir à peine évolué depuis. Cependant, ce serait une sacrée coïncidence!, conclut Aurélien Crida.

Saturne est la sixième planète du Système solaire par ordre de distance au Soleil et la deuxième après Jupiter tant par sa taille que par sa masse. Elle se trouve à une distance de la Terre variant de 1,66 à 1,20 milliard de kilomètres.

Lancée en 1997, la sonde Cassini-Huygens de la NASA est arrivée dans la région de Saturne en 2004, après un long périple à travers le système solaire au cours duquel elle a survolé Vénus, la Terre et Jupiter. La mission s’est achevée le 15 septembre 2017.

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