Les anneaux planétaires sont plus que de simples merveilles astronomiques - ils sont aussi une sorte d’archive, retraçant l’histoire des impacts pendant des décennies.
Deux études ont été publiées en ligne dans Science aujourd'hui par deux équipes différentes qui ont remarqué des caractéristiques étranges dans les anneaux de Saturne et de Jupiter - et les ont suivis jusqu'à cette conclusion prometteuse. Dans le premier, l'auteur principal Mark Showalter de l'Institut SETI à Mountain View, en Californie, et son équipe ont analysé des images des anneaux de Jupiter observées en 1996 et 2000 par Galileo, et de nouveau en 2007 par Horizon, en se concentrant sur un motif qu'ils ont étiqueté «ondulé». », Comme un toit en tôle. À la même époque, Matthew Hedman, de l'Université Cornell à Ithaca, NY et ses collègues ont découvert des motifs d'ondulation similaires dans les anneaux de Saturne, à partir d'images prises par le vaisseau spatial Cassini.
Les images ci-dessus montrent comment une ondulation verticale peut être produite à partir d'un anneau initialement incliné. L'image du haut montre un simple anneau incliné (la planète centrale est omise pour plus de clarté), tandis que les deux images inférieures montrent le même anneau à deux moments ultérieurs, où les orbites vacillantes des particules de l'anneau ont cisaillé cette feuille inclinée en un enroulement de plus en plus serré ondulation en spirale.
Carolyn Porco, co-auteur de l'étude menée par Hedman et directrice du Cassini Imaging Central Laboratory for Operatons (CICLOPS), a écrit dans un courriel accompagnant la publication des études qu '«on sait depuis un certain temps que le système solaire est rempli de débris: de petits morceaux rocheux dans le système solaire interne et des morceaux de glace dans le
système solaire externe qui pleut régulièrement sur les planètes et leurs anneaux et lunes. Chaque jour, quelques centaines de tonnes de ces débris frappent la Terre seule. Eh bien, les origines des ondulations en spirale dans les deux systèmes d'anneaux ont maintenant été identifiées à des impacts très récents entre les nuages de fragments cométaires et les anneaux. »
L’équipe de Showalter décrit une paire de motifs d’ondulation superposés qui sont apparus dans les images Galileo en 1996 puis en 2000.
«Ces modèles se comportent comme deux spirales indépendantes, chacune se terminant à une vitesse définie par le champ de gravité de Jupiter», écrivent-ils. «Le modèle dominant est né entre juillet et octobre 1994, lorsque l'ensemble de l'anneau a été incliné d'environ 2 km. Nous l'associons aux impacts de ShoemakerLevy 9 de juillet 1994. Les images de New Horizons montrent encore ce schéma 13 ans plus tard et suggèrent que des événements ultérieurs peuvent également avoir incliné l'anneau.
Hedman et son équipe notent que des ondulations avaient déjà été observées dans l'anneau D de Saturne; La NASA a publié le graphique ci-dessus pour expliquer le phénomène en 2006. "L'ondulation de l'anneau en C semble avoir été générée de manière similaire, et en fait, elle a probablement été créée par le même événement d'inclinaison de l'anneau qui a produit l'ondulation de l'anneau en D", écrivent-ils.
Ce document compare également le taux d'impacts susceptibles de visiter chaque planète: «… Saturne devrait rencontrer des nuages de débris provenant de comètes perturbées par les précédentes rencontres planétaires à un taux qui représente environ 0,2% du taux d'impact de Jupiter.»
Ils pensent que si Jupiter voit des impacts d'objets de 1 km de large aussi souvent qu'une fois par décennie, «les nuages de débris en orbite créés par la perturbation d'une comète de 1 km de large devraient pleuvoir sur les anneaux de Saturne une fois tous les 5 000 à 10 000 années. La probabilité que des débris d'une comète précédemment perturbée atteignent les anneaux de Saturne au cours des 30 dernières années se situerait alors entre environ 1% et 0,1%, ce qui n'est pas très faible. De tels scénarios fournissent donc une explication raisonnable de l'origine de l'ondulation observée dans l'anneau C de Saturne. "
Pris ensemble, les documents montrent que les ondulations de l'anneau de Saturne ont probablement été générées par une collision de comètes en 1983, tandis que les ondulations de l'anneau de Jupiter se sont produites après l'impact d'une comète l'été 1994 - en particulier, l'impact de la comète Shoemaker-Levy 9 qui a laissé des cicatrices sur Jupiter toujours visible aujourd'hui.
Showalter et ses coauteurs soulignent que les impacts des comètes et / ou de leurs nuages de poussière sont fréquents dans les anneaux planétaires.
«À au moins trois reprises au cours des dernières décennies, ces collisions ont porté un élan suffisant pour incliner un anneau de Jupiter ou de Saturne hors de son axe d'une distance observable. Une fois qu'une telle inclinaison est établie, elle peut persister pendant des décennies, avec le passage du temps enregistré dans sa spirale toujours plus serrée », écrivent-ils. "Dans ces modèles subtils, les anneaux planétaires racontent leurs propres histoires battues."
Les deux articles paraissent aujourd'hui auScience Site Web express. Voir aussi le site CICLOPS.
