Un instrument construit par l'Université du Colorado à Boulder sur le vaisseau spatial Cassini-Huygens est utilisé pour distinguer les objets dans les anneaux de Saturne plus petits qu'un terrain de football, ce qui les rend deux fois plus nets que toutes les observations précédentes.
Joshua Colwell du Laboratoire de CU-Boulder pour la physique atmosphérique et spatiale a déclaré que les observations avaient été faites avec le spectrographe d'imagerie ultraviolette, ou UVIS, lorsque Cassini était à environ 4,2 millions de miles, ou 6,75 millions de kilomètres, de Saturne en juillet. Saturne orbite autour du Soleil à environ 1 milliard de miles de la Terre.
Colwell et ses collègues ont utilisé une technique connue sous le nom d'occultation stellaire pour imager les particules de l'anneau, pointant l'instrument à travers les anneaux vers une étoile, Xi Ceti. Les fluctuations de la lumière des étoiles passant à travers les anneaux fournissent des informations sur la structure et la dynamique des particules à l'intérieur, a déclaré Colwell, membre de l'équipe scientifique de l'UVIS.
Il a comparé le système Saturne à un record de phonographe gigantesque, avec la planète au milieu et les anneaux s'étendant vers l'extérieur sur plus de 40 000 milles, ou 64 000 kilomètres. La taille des particules de l'anneau varie des particules de poussière aux montagnes, la plupart variant entre les marbres et les rochers, a-t-il déclaré.
Les observations de Cassini montrent des variations dramatiques du nombre de particules d'anneau sur de très courtes distances, a déclaré Colwell. Les particules dans les boucles individuelles sont regroupées étroitement ensemble, la quantité de matière tombant brusquement au bord de la boucle.
"Ce que nous voyons avec les nouvelles observations, c'est que certains des bords des anneaux sont très nets", a déclaré Colwell. Les arêtes vives des petites boucles sont particulièrement visibles dans l'anneau C et dans la soi-disant division Cassini de chaque côté de l'anneau B brillant, le plus grand anneau de Saturne.
Les observations de Cassini avec UVIS montrent que la distance entre la présence et l'absence de matériau en orbite sur certains bords d'anneau peut être aussi petite que 160 pieds, ou 50 mètres, environ la longueur d'un avion de ligne commercial typique, a-t-il déclaré.
Les arêtes vives illustrent la dynamique qui contraint les processus de l'anneau contre leur tendance naturelle à se propager dans un espace vide à proximité, a déclaré Colwell. "La nature a horreur du vide, donc c'est probablement la gravité d'une petite lune proche et les collisions de météorites en cours confinent les particules dans l'anneau."
Colwell a présenté ses conclusions à la 36e réunion annuelle de la Division des sciences planétaires qui s'est tenue à Louisville, dans le Kentucky, du 8 novembre au 12 novembre.
Le processus d'occultation stellaire utilisant UVIS montre également des vues à très haute résolution de plusieurs ondes de densité visibles dans les anneaux, y compris une qui n'avait pas été étudiée auparavant, a-t-il déclaré. Les ondes de densité sont des ondulations dans les anneaux causées par l'influence des lunes de Saturne - dans ce cas, la petite lune, Janus.
"Les petites lunes près des anneaux de Saturne agitent les particules de l'anneau avec leur attraction gravitationnelle", a déclaré Colwell. À certains endroits dans les anneaux, connus sous le nom de résonances, l'orbite d'une lune particulière correspond à l'orbite de certaines particules de l'anneau d'une manière qui améliore le processus d'agitation, a-t-il déclaré.
Les ondes de densité, qui ressemblent à une spirale étroitement enroulée un peu comme la rainure d'un disque phonographique, se propagent lentement loin de la résonance vers la lune perturbatrice, a-t-il déclaré. "Cela peut créer une vague dans l'anneau qui ressemble à une ondulation dans un étang", a déclaré Colwell.
"Les formes de ces pics et creux de vagues aident les scientifiques à comprendre si les particules de l'anneau sont dures et rebondissantes, comme une balle de golf, ou molles et moins rebondissantes, comme une boule de neige", a déclaré Colwell. Il a noté qu'une analyse des ondes de densité par des scientifiques impliqués dans la mission Voyager 2 de la NASA qui a visité Saturne en 1981 a été utilisée pour déterminer la masse et l'épaisseur des anneaux de la planète.
La mission Cassini-Huygens est un projet coopératif de la NASA, de l'Agence spatiale européenne et de l'Agence spatiale italienne. Le Jet Propulsion Laboratory, une division du California Institute of Technology à Pasadena, gère la mission Cassini-Huygens pour la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington, D.C.
Le professeur CU-Boulder, Larry Esposito, du LASP, est le chercheur principal de l'instrument UVIS de 12,5 millions de dollars, conçu et construit pour le JPL à CU-Boulder.
Source d'origine: communiqué de presse de CU Boulder
