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De l’eau par-delà la limite des glaces

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De l’eau par-delà la limite des glaces

La mission Cassini de la Nasa en orbite autour de Saturne depuis 2004, observe la planète, ses satellites et son système d'anneaux. Observés dès 1610 par l'astronome italien Galilée, ces anneaux spectaculaires et denses s'étendent sur une distance de 70.000 km à 138.000 km de la planète (soit un peu moins de la moitié de la distance Terre-Lune) et sont d'une incroyable finesse (moins de quelques dizaines de mètres d'épaisseur).

 

Une myriade de petits et de microsatellites (Pan, Atlas, Prométhée, Pandore, Janus, Epiméthée) situés juste à l'extérieur de la ceinture principale d'anneaux orbitent bien au-delà (entre 138.000 km et 150.000 km). Les images ont révélé une forme étonnante, allongée, qui les fait parfois ressembler à des « soucoupes volantes ». En outre, ces microsatellites sont très brillants, d'une couleur proche de celle des anneaux, qui sont constitués de glace d'eau très réfléchissante.

 

Encelade est, quant à lui, entouré d'une atmosphère concentrée au-dessus du Pôle Sud faite de vapeur d'eau, de traces d'azote, de dioxyde de carbone et d'autres molécules organiques carbonées. Tout porte à croire qu'il existe une étendue d'eau liquide sous la surface.

 

Les révélations de l’astrométrie

L'astrométrie est une discipline de l’astronomie qui cherche à déterminer avec une précision maximale les positions des corps célestes dans l'espace. Si pour certains des principaux satellites de Saturne (Mimas, Encelade, Téthys, Dioné, Rhéa, Titan, Hypérion et Japet), les premières mesures datent du milieu du XVIIe siècle, il faudra attendre l'avènement de grands instruments équipés de micromètres et des premières plaques photographiques pour obtenir une précision de l'ordre du millier de kilomètres sur leur position.

 

Des observations astrométriques précises ont été fournies par la sonde Cassini et permettent de contraindre le mouvement des lunes de Saturne dans une fourchette de dix kilomètres environ. L’utilisation des observations très anciennes a permis de mettre en évidence la signature des marées (1) levées par Encelade, Téthys, Dioné et Rhéa sur leur planète.

 

 

À gauche : représentation tridimensionnelle du déplacement induit par la marée dans une région planétaire solide. La flèche rouge est l'axe de rotation de la planète tandis que la direction du satellite perturbateur est indiquée par la flèche orange. Au milieu et à droite : vues dans les plans équatoriaux et méridiens. (Remus et al. 2012 A&A)

 

Le travail du groupe ENCELADE a démontré l'importance d'une recherche pluridisciplinaire en proposant une nouvelle vision du système de Saturne dans sa globalité. Mais bien au-delà de notre système solaire, ce travail devrait avoir des conséquences importantes sur notre compréhension des systèmes exoplanétaires.

 

Les effets de marées sont dus à l'attraction différentielle d'un corps sur les différentes portions d'un autre. Le corps subissant ces marées prend une forme ellipsoïdale semblable à celle d'un ballon de rugby. En pratique, le corps se déforme avec un certain retard, car il dissipe une partie de l'énergie de déformation du fait de phénomènes de friction interne sous forme de chaleur. La structure interne de Saturne est schématiquement constituée d'une large enveloppe gazeuse externe entourant un noyau central composé d'éléments rocheux et de glaces dont la masse peut atteindre 18 fois celle de la Terre.



13/01/14