Alors que Cassini de la NASA a plongé près de Saturne au cours de sa dernière année, le vaisseau spatial a fourni des détails complexes sur le fonctionnement des anneaux complexes de Saturne, une nouvelle analyse montre.

Bien que la mission ait pris fin en 2017, la science continue de découler des données recueillies. Un nouvel article publié le 13 juin dans Science décrit les résultats de quatre instruments Cassini prenant leurs observations les plus proches des anneaux principaux.

Les découvertes incluent des détails fins de caractéristiques sculptées par des masses incrustées dans les anneaux. Textures et motifs, de grumeleux à paille, sortir des images, poser des questions sur les interactions qui les ont façonnés. De nouvelles cartes révèlent comment les couleurs, la chimie et le changement de température à travers les anneaux.

Comme une planète en construction à l'intérieur d'un disque de matière protoplanétaire, minuscules lunes incrustées dans les anneaux de Saturne (nommées A à G, dans l'ordre de leur découverte) interagissent avec les particules qui les entourent. De cette façon, l'article fournit une preuve supplémentaire que les anneaux sont une fenêtre sur les processus du disque astrophysique qui façonnent notre système solaire.

Les observations approfondissent également la compréhension des scientifiques du système complexe de Saturne. Les scientifiques concluent qu'au bord extérieur des anneaux principaux, une série de stries similaires générées par l'impact dans l'anneau F ont la même longueur et la même orientation, montrant qu'ils ont probablement été causés par un groupe d'impacteurs qui ont tous frappé l'anneau en même temps. Cela montre que l'anneau est façonné par des flux de matière qui orbitent autour de Saturne plutôt que, par exemple, par des débris cométaires (se déplaçant autour du Soleil) qui viennent s'écraser sur les anneaux.

"Ces nouveaux détails sur la façon dont les lunes sculptent les anneaux de diverses manières ouvrent une fenêtre sur la formation du système solaire, où vous avez également des disques évoluant sous l'influence de masses incrustées en leur sein, " a déclaré l'auteur principal et scientifique de Cassini Matt Tiscareno de l'Institut SETI à Mountain View, Californie.

Mystères durables

À la fois, de nouvelles énigmes sont apparues et de vieux mystères se sont approfondis avec les dernières recherches. Les images en gros plan de l'anneau ont mis en évidence trois textures distinctes :lisses et striées - et a clairement indiqué que ces textures se produisent dans des ceintures avec des limites nettes. Mais pourquoi? Dans de nombreux endroits, les ceintures ne sont liées à aucune caractéristique d'anneau que les scientifiques ont encore identifiée.

"Cela nous dit que l'apparence des bagues n'est pas seulement fonction de la quantité de matière, " dit Tiscareno. " Il doit y avoir quelque chose de différent sur les caractéristiques des particules, affectant peut-être ce qui se passe lorsque deux particules annulaires entrent en collision et rebondissent l'une sur l'autre. Et on ne sait pas encore ce que c'est."

Les données analysées ont été recueillies lors des Ring Grazing Orbits (décembre 2016 à avril 2017) et de la Grande Finale (avril à septembre 2017), quand Cassini a volé juste au-dessus des sommets des nuages ​​de Saturne. Alors que le vaisseau spatial manquait de carburant, l'équipe de la mission l'a délibérément plongé dans l'atmosphère de la planète en septembre 2017.

Le spectromètre de cartographie visible et infrarouge (VIMS) de Cassini a découvert un autre mystère. Le spectromètre, qui a imagé les anneaux en lumière visible et proche infrarouge, a identifié des bandes de glace d'eau inhabituellement faibles dans la partie la plus externe de l'anneau A. C'était une surprise, parce que la zone est connue pour être très réfléchissante, ce qui est généralement le signe d'une glace moins contaminée et donc de bandes de glace d'eau plus fortes.

La nouvelle carte spectrale éclaire également la composition des anneaux. Et tandis que les scientifiques savaient déjà que la glace d'eau est le composant principal, la carte spectrale a exclu la glace d'ammoniac et la glace de méthane détectables comme ingrédients. Mais il ne voit pas non plus de composés organiques - une surprise, étant donné la matière organique que Cassini a découverte s'écoulant de l'anneau D dans l'atmosphère de Saturne.

« Si les matières organiques étaient présentes en grande quantité, du moins dans le principal A, Anneaux B et C - nous les verrions, " a déclaré Phil Nicholson, Cassini VIMS scientifique de l'Université Cornell à Ithaque, New York. "Je ne suis pas encore convaincu qu'ils soient une composante majeure des anneaux principaux."

La recherche marque le début de la prochaine ère de la science Cassini, a déclaré Jeff Cuzzi du centre de recherche Ames de la NASA, qui étudie les anneaux de Saturne depuis les années 1970 et est le scientifique interdisciplinaire des anneaux de la mission Cassini.

"Nous voyons tellement plus, et de plus près, et nous obtenons de nouveaux puzzles plus intéressants, " a déclaré Cuzzi. " Nous sommes en train de nous installer dans la phase suivante, qui construit de nouveaux, des modèles détaillés de l'évolution des anneaux, y compris la nouvelle révélation des données de Cassini selon laquelle les anneaux sont beaucoup plus jeunes que Saturne."

Les nouvelles observations donnent aux scientifiques une vue encore plus intime des anneaux qu'ils ne l'avaient auparavant, et chaque examen révèle de nouvelles complexités, a déclaré Linda Spilker, scientifique du projet Cassini, basé au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie.

"C'est comme augmenter la puissance d'un cran de plus sur ce que nous pouvions voir dans les anneaux. Tout le monde a juste une vision plus claire de ce qui se passe, " a déclaré Spilker. " Obtenir cette résolution supplémentaire a répondu à de nombreuses questions, mais il en reste tant d'alléchants."