Saturne, la sixième planète du Soleil. Les anneaux de Saturne sont un système de formations concentriques plates de glace et de poussière, situées dans le plan équatorial de la planète. La planète a sept principaux (A, B, C, D, E, F, G) et de nombreux petits anneaux.
L'ouverture des anneaux de Saturne
1610 - Galileo Galilei fut le premier à voir les anneaux de Saturne avec son télescope 20x, mais ne les reconnut pas comme des anneaux.
1655 - Christian Huygens, un scientifique des Pays-Bas, fut le premier à reconnaître l'anneau dans les étranges protubérances qui accompagnaient Saturne. Mais seulement 4 ans plus tard, convaincu d'avoir raison, il a dit dans les pages du livre "Système de Saturne" que Saturne "est entourée d'un anneau fin et plat, ne touchant nulle part, inclinée vers l'écliptique".
1675 - le directeur de l'Observatoire de Paris, Giovanni Domenico Cassini, découvre une bande noire à l'intérieur de l'anneau (plus tard, elle s'appellera "la division Cassini"). Elle l'a coupé en deux parties - ils ont commencé à être appelés anneaux A et B. Il a été le premier à faire l'hypothèse que les anneaux sont constitués de particules séparées.
L'origine des bagues
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Maintenant, des hypothèses ont commencé à apparaître l'une après l'autre. Depuis plusieurs siècles, les mystérieux anneaux de Saturne ont invariablement attiré l'attention des astronomes. Plus les télescopes devenaient parfaits, plus la structure des anneaux semblait complexe. De nos jours - avec l'aide de sondes interplanétaires qui ont été près de Saturne - nous en savons beaucoup sur elles. En plus des principaux, les astronomes ont déjà compté plus de 100 mille anneaux séparés entourant la planète. Ils sont différents dans leur composition chimique et leur couleur. L'origine des bagues soulève encore de nombreuses questions. Les chercheurs continuent de proposer de nouvelles hypothèses expliquant la nature des anneaux.
Hypothèses
Au 19ème siècle, l'astronome français Edouard Albert Roche a émis l'hypothèse que l'une des lunes de Saturne s'était approchée si près de la planète qu'elle a été déchirée par les forces de marée, et ses débris ont formé des anneaux qui entourent maintenant Saturne. Pas un seul satellite qui a franchi la soi-disant «limite Roche» ne peut survivre; tôt ou tard, il se désintégrera, formant un autre anneau, qui s'installera plus tard sur la planète. Quoi qu'il en soit, les sonneries, selon les tenants de cette hypothèse, sont temporaires. Nous avons la chance de vivre à une époque où plusieurs grandes planètes en sont entourées à la fois.
Selon une autre hypothèse, les anneaux auraient pu se former après la collision d'une des lunes de Saturne avec une grosse météorite. De nombreux débris qui jonchaient les environs de la planète après la collision sont devenus le matériau à partir duquel les anneaux se sont formés. Les calculs ont montré que leur âge ne dépasse pas 100 millions d'années.
De quoi sont faites les bagues
Nous savons maintenant que les anneaux de Saturne sont constitués de 90 à 95% de glace d'eau. Mais les corps célestes, qui pourraient leur servir de matière, sont au moins pour moitié composés de divers silicates et métaux. Par conséquent, les anneaux de Saturne devraient également contenir au moins plusieurs dizaines de pour cent de ces matériaux. Seules de nouvelles hypothèses peuvent résoudre cette contradiction.
Mais que se passerait-il si les anneaux de Saturne, comme les satellites les plus proches, se formaient à la suite de la même catastrophe? Cette version a été proposée en 2010 par l'astrophysicien américain Robin Kanup. Il a suggéré que, dans un passé lointain, un autre satellite aussi grand que Titan tournait autour de Saturne. Son noyau était composé de silicates et de fer, et une puissante coquille de glace le recouvrait. S'approchant de la planète à une distance égale à la limite de Roche, sous l'influence des forces de marée, il a jeté cette coquille de glace, et qui, se désintégrant progressivement en parties de plus en plus petites, a commencé à tourner autour de Saturne, formant de nombreux anneaux. Quant au noyau de pierre de fer du satellite, il s'est effondré sur Saturne.
Selon les calculs, les anneaux de Saturne pesaient autrefois des milliers de fois plus qu'ils ne le font maintenant. Cependant, des astéroïdes et des comètes, parfois tombés sur eux, ont éliminé une partie du matériau. Il aurait pu former les satellites intérieurs de Saturne - par exemple, Téthys. Pendant ce temps, les silicates et les métaux contenus dans les astéroïdes ont reconstitué la matière des anneaux - c'est ainsi que les 5 à 10% d'impuretés qui y ont été trouvées sont apparus.
Quand les anneaux se sont-ils formés?
Cependant, cette hypothèse, comme les autres évoquées, présente les mêmes inconvénients. Par exemple, après la destruction d'un satellite, des fragments de différentes tailles apparaissent - des glaçons aux montagnes de glace s'étendant sur des dizaines de kilomètres. En fait, aucune des glaces qui ont formé les anneaux ne mesure pas plus de 10 mètres de long. C'est une autre affaire si les anneaux de Saturne sont apparus avec la planète! Ensuite - en raison de la puissante contre-action de la gravité - de petits morceaux de glace ne pourraient pas se perdre même en morceaux de la taille d'une maison. De plus, la destruction du satellite est toujours un accident, et toutes les planètes géantes sont entourées d'anneaux, il n'est donc pas très difficile de croire au hasard. De nombreux astronomes pensent que les anneaux autour des planètes se sont formés en même temps.
Cela signifie-t-il que ces anneaux sont constitués de matière qui a survécu depuis l'origine du système solaire? A cette époque, un énorme disque de gaz et de poussière tournait autour du Soleil, à partir de la matière dont les planètes sont nées les unes après les autres. Les restes des flans spatiaux - tous ces morceaux de glace et de poussière - tournaient maintenant parmi les planètes nouvellement frappées, pour finalement se transformer en mottes de satellites. Mais ils ne peuvent survenir qu'à une certaine distance de la planète, sinon ils s'effondreront rapidement. Par conséquent, à proximité des planètes géantes, des fragments d'un disque de gaz-poussière sont restés pendant un certain temps, qui ont ensuite formé des anneaux séparés.
En raison des fréquentes collisions entre eux, ainsi que de l'impact de puissantes forces de marée, tous ces grains et mottes n'ont jamais constitué un seul satellite. Si cette version est correcte, le matériau des anneaux est constamment reconstitué avec de la matière de la surface des lunes de Saturne - sinon les anneaux pourraient s'évaporer dans plusieurs centaines de millions d'années.
Détecter de nouveaux sonneries
Les astronomes, quant à eux, découvrent de nouveaux anneaux de Saturne. Ainsi, il y a quelque temps, un énorme anneau jusqu'alors inconnu a été remarqué. En principe, les systèmes d'anneaux des planètes géantes sont assez petits par rapport aux planètes elles-mêmes. Selon les astronomes, leur rayon ne dépasse pas 5 à 10 rayons de la planète. Ainsi, le rayon des plus grands anneaux de Saturne connus jusqu'à récemment - l'anneau E - ne dépassait pas 10 rayons de Saturne (son rayon équatorial est de 60 mille km).
Des observations ont montré que les anneaux extérieurs de Saturne sont constamment alimentés par la poussière émise par la surface de ses satellites après des collisions avec des micrométéorites. C'est de lui que se compose l'anneau, découvert seulement en 2009. Son rayon va de 100 à 200 rayons de Saturne, et il est formé de poussières éjectées de la surface de Phoebe, le satellite le plus éloigné et le plus sombre de la planète. Ils ont pu découvrir le nouvel anneau grâce au rayonnement infrarouge qui en émanait. Contrairement aux autres anneaux de Saturne, il n'est pas situé dans le plan équatorial de la planète, mais dans le plan de l'orbite le long duquel il tourne autour du Soleil. L'angle entre les deux plans est d'environ 27 °.
La densité de cet anneau n'est que de 20 particules par kilomètre cube (!). Selon l'astronome Ann Verbisker de l'Université de Virginie, qui a dirigé la recherche, "les particules de l'anneau sont si éloignées que si vous y entrez, vous ne le remarquez même pas tout de suite". De plus, la granulométrie ne dépasse souvent pas quelques micromètres.
Il semble que les particules de poussière qui volent hors de cet anneau se déposent à la surface d'un autre satellite de Saturne, Iapetus, lui faisant face. Ceci explique l'aspect étrange de cette lune. Il est clairement divisé en deux moitiés, claire et sombre. Selon les experts, la hauteur de la couche de poussière recouvrant l'un de ses côtés varie de 20 centimètres à plusieurs mètres.
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