Crédit :NASA/JPL/Space Science Institute
Observations radar des lunes de Saturne, Mimas, Encelade et Téthys, montrer qu'Encelade agit comme un "canon à neige, " se revêtant ainsi que ses voisins de particules de glace d'eau douce pour les rendre éblouissantes de réflexion. La luminosité extrême du radar indique également la présence de structures "boomerang" sous la surface qui augmentent l'efficacité des lunes pour renvoyer les signaux micro-ondes au vaisseau spatial. Les résultats seront présentés lors de la réunion conjointe EPSC-DPS 2019 à Genève par le Dr Alice Le Gall.
Le Dr Le Gall et une équipe de chercheurs français et américains ont analysé 60 observations radar des lunes intérieures de Saturne, puisant dans la base de données complète des observations effectuées par la mission Cassini entre 2004 et 2017. Ils ont constaté que les rapports précédents sur ces observations avaient sous-estimé la luminosité du radar d'un facteur deux.
Non protégé par aucune atmosphère, Les lunes intérieures de Saturne sont bombardées de grains d'origines diverses qui modifient la composition et la texture de leur surface. Les observations radar de Cassini peuvent aider à évaluer ces effets en donnant un aperçu de la pureté de la glace d'eau des satellites.
La luminosité extrême du radar est très probablement liée aux geysers qui pompent l'eau de l'océan interne d'Encelade dans la région dans laquelle les trois lunes orbitent. Des particules de glace d'eau ultra-propre retombent sur Encelade elle-même et se précipitent sous forme de neige sur les surfaces des autres lunes.
Dr Le Gall, de LATMOS-UVSQ, Paris, explique :« Les signaux radar super brillants que nous observons nécessitent un manteau neigeux d'au moins quelques dizaines de centimètres d'épaisseur. la composition à elle seule ne peut expliquer les niveaux extrêmement lumineux enregistrés. Les ondes radar peuvent pénétrer dans la glace transparente jusqu'à quelques mètres et ont donc plus d'opportunités de rebondir sur les structures enfouies. Les sous-surfaces des lunes intérieures de Saturne doivent contenir des rétro-réflecteurs très efficaces qui rétrodiffusent préférentiellement les ondes radar vers leur source."
Mosaïque de la surface d'Encelade capturée par Cassini le 9 octobre 2008 à 25 kilomètres d'altitude. Crédit :NASA/JPL/Space Science Institute
la lune de Saturne, Mimas montrant des régions sombres sous les parois brillantes du cratère et des stries sur certaines parois. Crédit :NASA/JPL/Space Science Institute
Vue en mosaïque de la lune de Saturne Téthys montrant le cratère d'Ulysse. Crédit :NASA/JPL/Space Science Institute
Surface parsemée de rochers d'Encelade dans le contexte d'une image de caméra grand angle. Les deux images ont été acquises à une altitude d'environ 208 kilomètres par la mission Cassini. Crédit :NASA/JPL/Space Science Institute
Caractéristiques en forme de lame appelées pénitentes, ici observé à la surface de Pluton, fournirait l'efficacité de réflexion requise pour la luminosité radar observée à Mimas, Téthys et Encelade. Cependant, il n'est pas certain qu'il y ait suffisamment d'énergie solaire pour sublimer la glace et former de telles structures. Crédit :NASA/JHUAPL/SwRI
La nature de ces structures de diffusion reste un mystère. Les observations d'Encelade ont montré une variété de caractéristiques de surface et souterraines, y compris les blocs de glace, sommets, et des collections denses de fractures dans la surface causées par des contraintes ou des impacts thermiques. Cependant, il n'a pas été démontré que ceux-ci seraient à l'origine de l'extrême luminosité radar observée sur les lunes.
Des structures plus exotiques, telles que des caractéristiques en forme de lame appelées pénitentes ou des dépressions en forme de bol dans la neige appelées coupes solaires, fournirait l'efficacité de réflexion requise. Cependant, il n'est pas certain qu'il y ait suffisamment d'énergie solaire pour sublimer la glace et former de telles structures.
Le Dr Le Gall et ses collègues ont maintenant développé une série de modèles pour tester si des formes spécifiques agissent comme des rétro-réflecteurs efficaces ou si des événements de diffusion aléatoire causés par des fractures à la surface se combinent pour améliorer la réflexion du signal vers le vaisseau spatial.
"Jusque là, nous n'avons pas de réponse définitive, " a déclaré le Dr Le Gall. " Cependant, mieux comprendre ces mesures radar nous donnera une image plus claire de l'évolution de ces lunes et de leur interaction avec l'environnement unique de l'anneau de Saturne. Ce travail pourrait également être utile pour de futures missions d'atterrissage sur les lunes."
