A l’heure où la sonde Cassini est en train de frôler les anneaux de Saturne pour nous envoyer chaque jour des images plus époustouflantes les unes que les autres, les recherches sur l’origine des anneaux de Saturne sont toujours actives et pour l’instant sans réponse définitive. Une équipe franco-japonaise propose un modèle qui fait intervenir la brisure d’objets de la ceinture de Kuiper (KBO) par les forces de marée de Saturne.
L’origine des somptueux anneaux de Saturne est toujours inconnue aujourd’hui, on sait surtout qu’ils sont composés de glace d’eau à 90% voire 95%, pour une masse totale d’environ 1019 kg. On sait également que les anneaux des autres planètes gazeuses, Uranus et Neptune, sont très différents, beaucoup mois massifs et plus sombres, avec probablement une forte composante rocheuse.

Les chercheurs japonais et français dirigés par Ryuki Hyodo (Université de Kobe) ont simulé ce qui se passerait si un tel objet de la ceinture de Kuiper venait à passer au voisinage proche de Saturne ou d’Uranus et subissait une destruction par effets de marée gravitationnelle.
Ils trouvent qu’une fraction importante de la masse se retrouve capturée par Saturne : entre 0,1% et 10%, mais les débris forment tout d’abord des gros morceaux. Les simulations plus fines du comportement de ces blocs en orbite excentrique autour de Saturne montrent ensuite qu’ils finissent en seulement quelques révolutions autour de Saturne à se décomposer en fragments de plus en plus petits et à finalement former un anneau équatorial de faible excentricité.
La masse de l’anneau ainsi formé, selon les chercheurs, est suffisante pour expliquer non seulement les anneaux que Cassini nous fait admirer aujourd’hui mais aussi la masse des petits satellites internes de Saturne, qui se seraient formés par agglomération de cette même matière de glace.

Cette étude, publiée dans la revue Icarus, montre donc que les anneaux des planètes géantes peuvent être juste un sous-produit des processus de formation des planètes. Il ne fait aucun doute que les planètes géantes d’autres systèmes possèdent également un anneau formé par les mêmes processus. Inutile de dire notre hâte de voir un jour de tels exo-anneaux et juger s’ils pourraient rivaliser avec les images de la sonde Cassini, à défaut de nous faire mieux comprendre comment ils se forment.
Référence
Ring formation around giant planets by tidal disruption of a single passing large Kuiper belt object
Ryuki Hyodo et al.
Icarus 282 (2017) 195–213
http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2016.09.012
Illustrations
1) Daphnis créant des ondes de densité sur la bordure de l'anneau A
2) Gros plan sur l'anneau B
3) La partie externe de l'anneau B, perturbée par la résonance gravitationnelle de Mimas.
NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
Illustrations
1) Daphnis créant des ondes de densité sur la bordure de l'anneau A
2) Gros plan sur l'anneau B
3) La partie externe de l'anneau B, perturbée par la résonance gravitationnelle de Mimas.
NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
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