Au cours des dernières semaines avant de plonger dans le cœur tumultueux de Saturne il y a un an, Cassini a fait quelque chose qu’aucune autre sonde n’avait fait auparavant. Elle s’est faufilée entre la planète et ses anneaux, ses instruments collectant furieusement des données jusqu’à la fin absolue.
Au cours de ces dernières orbites, la sonde a été baignée par une pluie intense et inattendue provenant de l’anneau D, le plus interne de Saturne, qui projette des grains de poussière enrobés d’un cocktail chimique provenant des anneaux et dont la complexité est “surprenante”, selon les chercheurs.
Et au fil du temps, cette matière pourrait modifier la teneur en carbone et en oxygène de l’atmosphère de Saturne.
“C’est un nouvel élément du fonctionnement de notre système solaire”, a déclaré l’astronome et physicien Thomas Cravens de l’Université du Kansas.
“Deux choses m’ont surpris. La première est la complexité chimique de ce qui se dégageait des anneaux – nous pensions que ce serait presque entièrement de l’eau, d’après ce que nous avions vu dans le passé. La seconde est la quantité pure et simple de ces matériaux, bien plus que ce à quoi nous nous attendions au départ. La qualité et la quantité des matériaux que les anneaux déposent dans l’atmosphère m’ont surpris.”
Sur la base des recherches précédentes, on s’attendait à une certaine pluie d’anneaux, et Cassini était donc préparée – la sonde a utilisé son antenne radio comme un parapluie pour se protéger des débris qui tombaient.
La sonde a ensuite pu utiliser son spectromètre de masse ionique et neutre (INMS) pour analyser le contenu chimique de cette pluie, même s’il a été conçu pour analyser les gaz.
La pluie d’anneaux a frappé Cassini à une telle vitesse qu’elle s’est instantanément vaporisée, ce qui a permis au spectromètre INMS de se mettre au travail.
“L’hydrogène moléculaire était, comme prévu, le constituant atmosphérique le plus abondant”, a déclaré le cosmochimiste Kelly Miller du Southwest Research Institute.
“Mais la pluie battante provenant des anneaux comprenait beaucoup d’eau ainsi que des molécules comme le butane et le propane – le genre de produits chimiques que vous pourriez utiliser pour un gril ou un réchaud de camping.”
Les chercheurs ont également trouvé du méthane, de l’ammoniac, du monoxyde de carbone, de l’azote moléculaire et du dioxyde de carbone.
Le méthane, a déclaré M. Cravens, était tout à fait inattendu, tout comme le dioxyde de carbone. Ce à quoi les chercheurs s’attendaient, c’est à beaucoup plus de glace d’eau.
Non seulement il y avait des composés organiques mélangés dans la glace, mais la composition de ces molécules était différente de celle des composés organiques observés sur Encelade et Titan.
Une deuxième étude a examiné 2700 grains de poussière capturés par la pluie de l’anneau dans l’instrument Cosmic Dust Analyzer de Cassini, et a constaté que, si la plupart des matériaux (environ 95 %) étaient de la glace d’eau, il y avait également une proportion non négligeable de silicates – les molécules qui composent les roches.
Les chercheurs ont découvert que l’anneau D, qui tourne beaucoup plus vite que l’atmosphère de la planète, projette cette matière sur la planète, à raison de 10 000 kilogrammes par seconde.
Cela suggère que l’anneau suivant, l’anneau C, réapprovisionne en quelque sorte l’anneau D et que ce dernier joue un rôle dans la composition de l’ionosphère et de l’atmosphère de la planète.
Ces découvertes pourraient nous aider à mieux comprendre les anneaux planétaires, leur composition, leur origine, leur durée de vie et les raisons pour lesquelles certaines planètes en sont pourvues et d’autres non.
Elles nous éclairent également sur la durée de vie des anneaux, qui, après tout, ne sont pas éternels, comme on peut le voir sur les anneaux fins et vaporeux autour de Jupiter, Neptune et Uranus.
“Grâce à ces données, nous avons raccourci la durée de vie des anneaux intérieurs en raison de la quantité de matière déplacée – c’est beaucoup plus que ce que nous pensions auparavant”, a déclaré Cravens.
“Si elle n’est pas renouvelée, les anneaux ne vont pas durer – vous avez un trou dans votre seau. Jupiter avait probablement un anneau qui a évolué vers l’anneau flou actuel, et cela pourrait être pour des raisons similaires.”
Parmi les autres découvertes faites au cours de ces 22 plongées dans les anneaux, citons une ceinture de radiations inconnue jusqu’alors entre Saturne et ses anneaux, et un courant électrique qui court le long des lignes de champ magnétique entre l’anneau D et l’atmosphère de Saturne.
Les recherches de l’équipe (et plusieurs autres résultats de ces plongées) ont été publiées dans la revue Science.