La grande image: Le système complexe et majestueux d’anneaux en orbite autour de Saturne est l’une des vues les plus saisissantes que notre système solaire a à offrir. Les astronomes ont observé et examiné les anneaux de Saturne pendant des siècles, mais un phénomène sans précédent se cachait à la vue de tous avant qu’un article récemment publié ne révèle enfin ses caractéristiques.

Saturne devient un peu plus chaud en raison de l’interaction des anneaux avec la haute atmosphère de la planète. Un secret « caché à la vue de tous » depuis 40 ans vient d’être révélé, grâce aux recherches menées par Lotfi Ben-Jaffel et publiées fin mars dans le Planetary Science Journal. Astronome « vétéran » à l’Institut d’astrophysique de Paris et au Lunar & Planetary Laboratory de l’Université d’Arizona, Ben-Jaffel a réexaminé les données recueillies par cinq missions différentes pour dévoiler l’un des phénomènes les plus surprenants de Saturne.

Il y a une interaction jamais vue auparavant entre Saturne et le système d’anneaux, a déclaré le chercheur, alors que des fragments de ces anneaux pleuvent sur l’atmosphère de la planète, produisant un excès de rayonnement ultraviolet (UV) émis par des atomes d’hydrogène excités. Les anneaux sont constitués de fragments glacés et rocheux, qui orbitent autour de Saturne à différentes vitesses.

Les anneaux se désintègrent lentement et les fragments échappés sont inévitablement capturés par la gravité de Saturne dès qu’ils quittent leur orbite stable. C’est un phénomène bien connu grâce à la sonde Cassini de la NASA qui a plongé dans l’atmosphère de la planète en 2017, a déclaré Ben-Jaffel, mais son influence sur l’hydrogène atomique est une surprise.

Ben-Jaffel a utilisé des observations précises du spectrographe imageur (STIS) à bord du télescope spatial Hubble, comparant les données UV à la distribution de la lumière provenant de plusieurs missions et instruments spatiaux. En plus des observations de Hubble, le chercheur a examiné les données recueillies par la sonde Cassini susmentionnée, les missions jumelles Voyager lancées en 1977 et la mission International Ultraviolet Explorer (IUE) par satellite, désormais à la retraite, lancée en 1978.

Les données précédemment supprimées car le bruit dans les détecteurs brillaient désormais d’une toute nouvelle lumière : après étalonnage, les chercheurs ont clairement vu que « les spectres sont cohérents dans toutes les missions ». Grâce au point de référence de Hubble sur le taux de transfert d’énergie de l’atmosphère mesuré sur des décennies, Ben-Jaffel a ditnous savons maintenant qu’il y a une production excessive d’énergie UV dans l’atmosphère de Saturne.

La meilleure explication du phénomène nouvellement observé est que les particules d’anneaux glacés qui pleuvent dans l’atmosphère de Saturne provoquent ce processus de chauffage, a déclaré le chercheur. Maintenant que nous connaissons l’origine de ce phénomène, nous pouvons également appliquer nos nouvelles connaissances à l’exploration de l’espace lointain.

« Nous ne sommes qu’au début de cet effet de caractérisation des anneaux sur la haute atmosphère d’une planète », a déclaré Ben-Jaffel, et nous devrons développer une approche « globale » pour obtenir une signature sur les atmosphères des mondes lointains. Le but : rechercher des systèmes « exo-anneaux » autour de planètes en orbite autour d’autres étoiles.