Crédit d'image: NASA / JPL
De nouvelles recherches de l'Université du Colorado montrent comment le recyclage de matériaux peut prolonger la durée de vie d'un système d'anneaux, comme ceux autour de Jupiter, Saturne, Neptune et Uranus. On pense maintenant que ce sont des tas de gravats ramassés de manière lâche qui tirent le matériau des anneaux puis le réintroduisent lorsqu'ils entrent en collision avec un autre objet. Le vaisseau spatial Cassini de la NASA est en route vers Saturne maintenant et devrait fournir plus de détails à son arrivée en juillet 2004.
Bien que les anneaux autour des planètes comme Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune soient relativement de courte durée, de nouvelles preuves impliquent que le recyclage des débris en orbite peut allonger la durée de vie de ces anneaux, selon des chercheurs de l'Université du Colorado.
Des preuves solides impliquent maintenant que les petites lunes près des planètes géantes comme Saturne et Jupiter sont essentiellement des tas de gravats, a déclaré Larry Esposito, professeur au Laboratoire de CU-Boulder pour la physique atmosphérique et spatiale. Ces petits corps reconstitués sont la source de matière pour les anneaux planétaires.
Les calculs antérieurs d'Esposito et du chercheur associé de LASP, Joshua Colwell, ont montré que les courtes durées de vie de ces lunes impliquent que le système solaire est presque à la fin de l'âge des anneaux. "Ces résultats philosophiquement peu attrayants ne décrivent peut-être pas vraiment notre système solaire et les anneaux qui peuvent entourer les planètes extra-solaires géantes", a déclaré Esposito. «Nos nouveaux calculs de modèles expliquent comment l'inclusion du recyclage peut allonger la durée de vie des anneaux et des lunes.»
Les observations des missions spatiales Voyager et Galileo ont montré une variété d'anneaux entourant chacune des planètes géantes, y compris Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Les anneaux sont mélangés dans chaque cas avec de petites lunes.
«Il est clair que les petites lunes sculptent non seulement les anneaux par leur gravité, mais sont également les parents du matériau de l'anneau», a déclaré Esposito. "Dans chaque système d'anneaux, les processus destructeurs comme le broyage, l'assombrissement et la propagation agissent si rapidement que les anneaux doivent être beaucoup plus jeunes que les planètes qu'ils entourent."
Les modèles numériques d'Esposito et Colwell des années 1990 ont montré une «cascade collisionnelle», où les lunes d'une planète sont divisées en petites lunes lorsqu'elles sont frappées par des astéroïdes ou des comètes. Les fragments sont ensuite brisés pour former les particules dans de nouveaux anneaux. Les anneaux eux-mêmes sont ensuite broyés en poussière, qui est emportée.
Mais selon Colwell, «Certains des fragments qui composent les anneaux peuvent être réaccrétés au lieu d'être réduits en poussière. De nouvelles preuves montrent que certains débris se sont accumulés dans les lunes ou les moonlets plutôt que de disparaître par l'érosion par collision. »
«Ce processus s'est déroulé rapidement», a déclaré Esposito. «L'anneau typique est plus jeune que quelques centaines de millions d'années, un clin d'œil par rapport aux planètes, qui ont 4,5 milliards d'années. La question se pose naturellement de savoir pourquoi les anneaux existent toujours, à photographier dans une telle gloire en visitant des vaisseaux spatiaux humains arrivés récemment sur la scène », a-t-il déclaré.
"La réponse semble désormais être le recyclage cosmique", a déclaré Esposito. Chaque fois qu'une lune est détruite par un impact cosmique, une grande partie de la matière libérée est capturée par d'autres lunes voisines. Ces lunes recyclées sont essentiellement des collections de gravats, mais en recyclant les matériaux à travers une série de petites lunes, la durée de vie du système d'anneaux peut être plus longue que ce que nous pensions initialement. »
Esposito et l'ancien associé de recherche du LASP Robin Canup, maintenant avec la branche Boulder du Southwest Research Institute, ont montré par modélisation informatique que de plus petits fragments peuvent être recapturés par d'autres lunes du système. «Sans ce recyclage, les anneaux et les lunes ont rapidement disparu», a déclaré Esposito.
Mais avec plus de recyclage, la durée de vie est plus longue, a déclaré Esposito. La plupart des matériaux étant recyclés, comme cela semble désormais être le cas dans la plupart des bagues, la durée de vie est considérablement allongée.
"Bien que les anneaux et les lunes individuels que nous voyons maintenant soient éphémères, le phénomène persiste pendant des milliards d'années autour de Saturne", a déclaré Esposito. "Les calculs précédents ont ignoré les effets collectifs des autres lunes dans l'extension de la persistance des anneaux en récupérant et en recyclant le matériau des anneaux."
Esposito, l'investigateur principal d'un spectrographe de 12 millions de dollars sur le vaisseau spatial Cassini prévu pour arriver à Saturne en juillet 2004, examinera de près les processus concurrents de destruction et de recapture dans l'anneau F de Saturne pour confirmer et quantifier cette explication. Esposito a découvert l'anneau F en utilisant les données de la mission Voyager 2 de la NASA sur les planètes extérieures lancées en 1978.
Source d'origine: communiqué de presse de l'Université du Colorado
