Découverte : de la pluie tombe des anneaux de Saturne

Les particules qui composent les anneaux de Saturne tombent en permanence dans son atmosphère, générant une pluie de micrométéorites et accroissant la température. Inédit dans le Système solaire, le phénomène a été découvert en analysant des données sur quatre décennies. Il pourrait permettre, pour de lointaines planètes extrasolaires, de trahir la présence d’exo-anneaux.

Les indices étaient là, sous les yeux des astronomes, collectés par une série de sondes spatiales depuis plusieurs dizaines d’années. Mais il a fallu la sagacité d’une équipe dirigée par Lotfi Ben-Jaffel, chercheur à l’Institut d’astrophysique de Paris et à l’université de l’Arizona aux Etats-Unis, pour assembler toutes les pièces du puzzle. Et mettre en évidence un processus inédit concernant les anneaux de Saturne, immenses structures qui s’étendent sur des centaines de milliers de kilomètres de diamètre et rendent cette planète reconnaissable entre toutes ! Car une fraction de ces disques composés d’innombrables morceaux de glaces d’eau et de poussières est attirée par la force gravitationnelle de la géante gazeuse. Elle tombe ainsi en cascade sur Saturne, produisant notamment des collisions et forces de frictions qui réchauffent son atmosphère à haute altitude. "Un phénomène jamais observé jusqu’ici dans le Système solaire", précise un communiqué de la Nasa, qui pourrait servir à repérer la présence d’anneaux sur des planètes beaucoup plus lointaines.

Des signaux difficiles à interpréter 

Le réchauffement de l’atmosphère de Saturne se manifeste par un excédent de rayonnements ultraviolets. Celui-ci avait été détecté par les sondes américaines Voyager 1 et Voyager 2 pendant leur survol de la planète, en 1980 et 1981 respectivement. Mais cette signature n’avait pas été considérée comme telle il y a quatre décennies, imputée plutôt au bruit de fond généré par les instruments de mesure. D’autres sondes spatiales ont détecté par la suite des "anomalies" similaires, comme le télescope IUE (International Ultraviolet Explorer) lancé en 1978 et opérationnel pendant près de 20 ans. Et plus récemment la sonde Cassini, mission très prolifique qui après avoir réalisé quantité de mesures et de découvertes sur la géante aux anneaux s’est achevée en 2017 par un plongeon final dans son atmosphère. C’est à grâce à ce suicide programmé que les astronomes ont découvert qu’une partie des anneaux tombait en pluie de façon continue. Sans faire le lien, cependant, avec les émissions ténues et toujours ambigües de rayonnements ultraviolets.

Un même point de référence

 
Les observations du télescope Hubble ont permis d’y voir plus clair, et savoir si l’excès de rayonnement suggéré par les données était une sorte "d’illusion ou reflétait un phénomène réel se produisant sur Saturne", souligne la Nasa. L’équipe de Lotfi Ben-Jaffel a utilisé en effet les mesures du spectrographe STIS de Hubble pour calibrer l’ensemble des données recueillies par les sondes Voyager et Cassini ainsi que le télescope IUE. "Quand tout a été calibré, nous avons clairement réalisé que les spectres d’émission étaient cohérents pour l’ensemble de ces missions, explique l’astronome. Cela a été possible parce que nous disposons désormais d’un même point de référence, fourni par Hubble, sur les taux d’énergie transférée par l’atmosphère pendant plusieurs décennies."

Impacts de micrométéorites

Ainsi calibrées, les informations glanées pendant plus de quarante ans et plusieurs cycles solaires indiquent que les niveaux de rayons UV sont toujours les mêmes, à tout moment et n’importe quel endroit de la planète. Ils résulteraient ainsi des particules annulaires tombant continument sur Saturne, concluent les chercheurs après avoir éliminé toutes les autres explications possibles. Une "pluie" qui réchaufferaient l’atmosphère et produirait cet excès de rayonnement, par le biais, notamment, des impacts de micrométéorites et poussières électriquement chargér

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