Les anneaux de Saturne disparaissent. Le télescope spatial James Webb pourrait révéler le temps qu’il leur reste.
Les anneaux de Saturne sont en train de disparaître, et nous ne savons pas combien de temps ils resteront encore.
Les astronomes savent depuis les années 1980 que SaturneLes anneaux glacés les plus profonds s’érodent régulièrement dans sa haute atmosphère. L’averse se produit à un rythme si élevé qu’une piscine d’eau de taille olympique des pluies quotidiennement sur la géante gazeuse. Cependant, à quelle vitesse le système d’anneau emblématique se rétrécit – qui détermine quand il disparaîtra – continue d’être une question ouverte.
Heureusement, la puissante NASA Télescope spatial James Webb (JWST ou Webb), dont les puissants instruments ont jusqu’à présent scruté les galaxies lointaines de l’univers primitif, vont bientôt étudier ce phénomène intrigant trouvé beaucoup plus près de chez nous.
« Nous essayons toujours de déterminer exactement à quelle vitesse ils s’érodent », a déclaré James O’Donoghue, un planétologue à l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale qui dirigera le nouvel effort pour déterminer la durée de vie des anneaux de Saturne. déclaration (s’ouvre dans un nouvel onglet) publié lundi (17 avril). « Actuellement, les recherches suggèrent que les anneaux ne feront partie de Saturne que pendant quelques centaines de millions d’années. »
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Pour mieux estimer la durée de vie des anneaux emblématiques de Saturne, JWST et l’observatoire Keck à Hawaï feront partie d’une campagne d’observation à long terme pour étudier la planète. Les télescopes aideront à surveiller comment le phénomène de « pluie circulaire » fluctue pendant une saison complète sur la géante gazeuse, qui dure environ sept années terrestres grâce à son orbite éloignée du soleil.
Les astronomes attendent des données intéressantes de la campagne, car des recherches antérieures ont montré que d’énormes quantités de matériau annulaire tombent constamment sur Saturne. Par exemple, les données envoyées à la maison par la NASA Cassini vaisseau spatial – qui a traversé l’espace entre Saturne et ses anneaux 22 fois lors de sa plongée mortelle dans la planète en 2017 – avait révélé qu’entre 880 livres (400 kg) et 6 000 livres (2 800 kg) de pluie glacée coule sur le planète chaque seconde et chauffer sa haute atmosphère.
À ce rythme, les anneaux pourraient disparaître dans environ 300 millions d’années. Bien que cela puisse sembler loin, le déluge conduit le système d’anneaux symboliques à « une mort relativement rapide » à des échelles de temps cosmiques. Mais la vitesse à laquelle le matériau des anneaux pleut sur la planète est encore largement incertaine ; les anneaux pourraient disparaître aussi rapidement que 100 millions d’années, ou ils pourraient persister pendant 1,1 milliard d’années, selon les astronomes.
« Pour le moment, nous n’avons qu’une seule estimation très large », a déclaré O’Donoghue à Space.com mercredi 26 avril. « Nous voulons faire plus d’observations qui réduisent cette plage d’afflux. »
Selon les recherches actuelles, les roches spatiales et le soleil radiation perturber légèrement les particules annulaires et leur donner une charge électrique telle qu’elles se lient aux lignes de champ magnétique de la géante gazeuse. La gravité de Saturne attire alors les particules glacées, qui sont guidées par les champs magnétiques pour s’écouler dans la haute atmosphère de la planète, mais pas toujours au même rythme.
Alors que Saturne tourne autour du soleil sur son orbite de 29,5 ans, elle se rapproche et s’éloigne du soleil, et ses anneaux font de même. Cette inclinaison dicte à quel point le rayonnement solaire affecte les couches les plus internes du système d’anneaux – où une grande partie de la pluie glacée est déclenchée – et peut également jouer un rôle dans la détermination de la quantité de matière qui tombe sur Saturne, selon les astronomes.
« Nous soupçonnons que lorsque les anneaux sont à fleur de peau avec le soleil, la pluie de l’anneau ralentira », a déclaré O’Donoghue à Space.com. « Et que lorsqu’ils sont inclinés pour faire face au soleil, l’afflux de pluie annulaire augmentera. »
Son équipe utilisera donc les observatoires Webb et hawaïen Keck pour mesurer les émissions provenant d’une molécule d’hydrogène spécifique dans la haute atmosphère de Saturne. Les mesures de cette molécule augmentent lorsqu’une petite quantité de matière provenant des anneaux glacés de Saturne tombe dans son atmosphère, mais elle diminue lors d’abondantes pluies annulaires, a déclaré O’Donoghue à Space.com. Le suivi de ces changements dans ces émissions d’hydrogène tout au long d’une saison complète sur Saturne pourrait aider l’équipe à déterminer la quantité de matériau annulaire qui doit pleuvoir sur la planète.
« L’instrument sur Keck que nous avons utilisé pour cela auparavant a été mis à niveau, et nous n’avons jamais utilisé JWST pour cela auparavant », a-t-il déclaré. « Ainsi, nous serons en mesure d’estimer l’afflux d’anneaux mieux que jamais auparavant. »
Alors que la nouvelle recherche aidera à prévoir le sort des anneaux, les astronomes qui étudient le monde saturnien poursuivent le débat vieux de plusieurs décennies sur comment et quand les anneaux de la planète sont nés en premier lieu. Divers modèles avaient montré que les anneaux étaient une structure permanente autour de Saturne depuis 4,5 milliards d’années – lorsque le système solaire lui-même se formait, mais les données du vaisseau spatial Cassini ont brossé un tableau plus jeune, les vieillissant à seulement 10 millions à 100 millions d’années. vieux.
L’écart est survenu parce que les anneaux plus anciens sont souvent plus sombres, mais Cassini avait capturé les anneaux de Saturne pour qu’ils soient brillants, faisant allusion à leur jeunesse. En 2019, les astronomes qui revisité le débat (s’ouvre dans un nouvel onglet) ont suggéré que la forte pluie annulaire pourrait être responsable du fait que les anneaux semblent jeunes, revenant à la notion originale selon laquelle les anneaux sont aussi vieux que le système solaire après tout.
« Je pense que ce serait fascinant si la durée de vie des anneaux n’était que d’environ 100 millions d’années et que leur âge était de plusieurs milliards d’années », a déclaré O’Donoghue à Space.com. « Puisque cela signifie que nous avons évolué juste à temps pour les voir avant qu’ils ne disparaissent. »
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