Les anneaux de Saturne seraient bien plus jeunes qu'on ne le pensait

Les anneaux de Saturne attirent de nombreux regards dans notre système solaire. Et pourtant, ils n'ont pas toujours été là. Une nouvelle étude suggère que les bracelets célestes de Saturne pourraient être si récents que les dinosaures n'auraient pu contempler qu'une planète jaune entourée d'un seul anneau.

« Même à l'œil nu, Saturne aurait été aussi brillante que Vénus et sensiblement plus allongée, » explique Matija Cuk de l'institut SETI. « Si les dinosaures avaient une vision semblable à celle des oiseaux modernes, ils pouvaient voir la planète. Mais il n'est pas certain que cela les intéressait. »

Heureusement pour nous, nous avons été en mesure d'observer cette magnifique planète au moment où elle était la plus impressionnante. D'après les nouvelles observations faites par Cassini, sonde spatiale de la NASA, dont la mission s'est achevée le 15 septembre 2017, les anneaux de Saturne pourraient n'avoir qu'une centaine de millions d'années, voire 200 millions d'années, faisant des mammifères le seul groupe ayant évolué après l'apparition des anneaux.

Toutes les autres créatures - poissons, reptiles, oiseaux, plantes - étaient sur Terre pour assister à cette singulière transformation du paysage cosmique.

Les dernières images prises par Cassini suggèrent que les anneaux sont bien plus récents que la planète dont ils sont devenus le symbole, qui s'est formée il y a 4,5 milliards d'années, en même temps que le reste du système solaire. L'équipe de recherche de Cassini a présenté un article préliminaire lors de la conférence annuelle de l'Union américaine de géophysique en décembre dernier.

« Il est intéressant de voir à quel point notre système solaire est dynamique, » indique Jeff Cuzzi, de la NASA. « La plupart des scientifiques ont toujours supposé que ce que nous voyons aujourd'hui dans le ciel était non seulement permanent, mais qu'il en avait toujours été ainsi. »

LA FORMATION DE L'ANNEAU

Observés pour la première fois au télescope par Galilée il y a environ 400 ans, les merveilleux anneaux de Saturne sont uniques dans notre voisinage cosmique proche. Les anneaux qui auréolent les planètes environnantes - Jupiter, Uranus et Neptune - sont plus sombres, et n'ont rien de commun avec les anneaux très lumineux ceinturant Saturne.

Depuis que la sonde Voyager a survolé Saturne au début des années 1980, les scientifiques s'interrogent sur l'antériorité de la formation sur celle de la planète.

« La question est : qui des anneaux ou de la planète était là en premier ? » s'interroge Bonnie Buratti du Jet Propulsion Laboratory. « La plupart d'entre nous pense qu'une collision est à l'origine de la formation des anneaux, mais cela s'est-il produit il y a très longtemps ou relativement récemment ? »

Les données envoyées par la sonde Voyager suggèrent que les anneaux n'étaient pas lourds, un indice s'il en est de leur récente formation. Les anneaux n'avaient de fait pas une masse suffisante pour absorber les amas de poussière circulant dans le système solaire, et ne seraient pas restés aussi lumineux si tel était le cas.

Personne pour l'instant n'a pu déterminer comment un système d'anneaux si jeune avait pu se former autour de Saturne. Mais la formation d'un anneau primitif était relativement aisée : au moment de la formation du système solaire, il y avait des milliards de billes qui s'entrechoquaient dans une sorte de flipper cosmique, et les collisions étaient suffisamment nombreuses dans le voisinage de Saturne pour venir décorer la planète.

« Toutes les dynamiques catastrophiques étaient observables lors de la formation de notre système solaire, » explique Cuzzi.

Le temps a passé, les choses se sont progressivement calmées dans notre voisinage et aujourd'hui il est plus difficile de trouver une comète ou un astéroïde dans l'orbite croisée de Saturne qui soit assez large pour porter des anneaux.

UNE QUESTION DE TEMPS

Le mystère s'est épaissi au fil des analyses des données envoyées depuis l'espace par Cassini. Lors de son dernier survol de la planète aux anneaux, Cassini est passé entre Saturne et son système d'anneaux, mesurant les poussées gravitationnelles sur les anneaux et sur la planète. Ces données suggèrent, à nouveau, que les anneaux ont une masse faible, l'équivalent d'environ 40 % de la masse de Mimas, la plus petite lune de Saturne. Seulement voilà : alors que Cassini tentait de sonder Saturne, il a découvert une anomalie gravitationnelle qui empêchait le calcul exact de la masse des anneaux.

« Il y a quelque chose d'étrange dans l'activité intérieure de Saturne que personne ne semble vraiment comprendre à ce jour » continue Cuzzi.

Cependant, même si la masse exacte des anneaux n'est pas encore connue à ce jour, Cuzzi et les autres scientifiques pensent qu'elle ne dépasse vraisemblablement pas 50 % de la masse de Mimas, masse nécessaire pour la formation primitive des anneaux aux premiers jours de la formation de notre système solaire.

Mais ce n'est pas le seul argument en faveur de l'hypothèse du jeune âge des anneaux. Durant les 13 ans d'exploration du système de Saturne, Cassini a découvert que plus de fines particules de poussières entraient en collision avec la planète que ce que les scientifiques ne pensaient il y a encore 30 ans. La sonde a aussi permis de déterminer que la majorité de ces particules étaient originaires de corps glacés orbitant autour de Neptune. En un mot, le problème de pollution cosmique est plus important qu'anticipé.

Il est donc d'autant plus inconcevable que des anneaux aussi lumineux que ceux de Saturne se soient formés plus tôt, car pour faire simple, plus les anneaux sont vieux, plus ils sont noircis par les débris alentours. Et c'est en mesurant la quantité de ces particules sombres observées par Cassini que les scientifiques ont pu déterminer l'âge des anneaux entre 100 et 200 millions d'années.

« Les anneaux anciens sont morts, » avance Larry Esposito de l'université du Colorado, qui était l'un des chefs de file de la théorie des anneaux primitifs. « Je ne connais aucun modèle d'anneaux formés ces 200 derniers millions d'années - c'est très improbable - donc nous devons être chanceux ! »

Mais tout le monde n'est pas convaincu. Buratti note que nous ne savons pas exactement combien de débris flottent à proximité de Saturne ; sans le savoir, il est difficile d'estimer à quel point une récente collision catastrophique est vraisemblable. « Je ne pense pas que le sujet soit clos. Je reste sceptique, » nous confie-t-elle.

Julien Salmon de l'Institut de recherche Southwest Research Institute estime que les anneaux visibles aujourd'hui ne sont pas nécessairement les mêmes que les anneaux initiaux. Il n'est pas non plus convaincu de l'accumulation automatique des matériaux sombres sur les anneaux. « Il y a encore beaucoup d'éléments que nous devons mieux appréhender pour déterminer avec certitude que les anneaux de Saturne sont bien plus jeunes qu'on ne l'imaginait, » conclue-t-il.