Avec la découverte de 20 lunes supplémentaires en orbite autour de Saturne, la planète aux anneaux a dépassé Jupiter en tant qu’hôte du plus grand nombre de lunes dans le système solaire. Saturne compte désormais 82 lunes connues, alors que Jupiter n’en compte que 79.
Annoncée au Centre des planètes mineures de l’Union astronomique internationale par une équipe d’astronomes du Carnegie Institute for Science dirigée par Scott S. Sheppard, cette découverte est la dernière avancée en date dans les 400 ans d’histoire de notre compréhension des satellites de nos planètes voisines.
Grâce aux progrès technologiques, nous avons observé de plus en plus de ces mondes minuscules et lointains, et nous pouvons être raisonnablement sûrs qu’il en reste encore beaucoup à découvrir.
Comment savons-nous que Saturne a des lunes ?
Bien que la plupart des planètes du système solaire soient visibles à l’œil nu et connues de l’homme depuis l’Antiquité, ce n’est que lorsque Galilée a braqué son télescope sur Jupiter en 1610 que nous avons découvert que la Terre n’était pas la seule à avoir un compagnon en orbite.
Galilée a vu les quatre plus grandes lunes de Jupiter et a pu distinguer ce que nous savons maintenant être les anneaux de Saturne. Des décennies plus tard, avec de meilleurs télescopes, Christian Huygens et Giovanni Domenico Cassini ont observé les lunes de Saturne.
Il est devenu évident que les planètes géantes sont entourées d’une multitude de satellites, ressemblant à des versions plus petites du système solaire.
Au milieu du 19e siècle, les télescopes s’étaient suffisamment améliorés pour que les huit premières lunes de Saturne, dont Titan, la plus grande, puissent être observées directement.
L’introduction des plaques photographiques, qui permettaient de détecter des objets moins lumineux grâce à des observations à longue exposition, a aidé les astronomes à porter à 14 le nombre de lunes de Saturne.
Des inspections plus rapprochées
Le voyage a été long (littéralement) jusqu’à la prochaine grande amélioration de notre vision des lunes de Saturne. De nombreuses petites lunes n’ont pas été découvertes avant les missions de survol de Voyager dans les années 1980 et l’escale plus récente de 13 ans du vaisseau spatial Cassini dans l’orbite de Saturne.
Jusqu’à ces visites rapprochées, nous savions peu de choses sur ces lunes, hormis le fait qu’elles existaient.
L’un des objectifs de Cassini était d’explorer Titan, qui est le seul satellite du système solaire à posséder une atmosphère épaisse et brumeuse. Un autre objectif était de jeter un coup d’œil aux autres lunes de taille moyenne de Saturne, notamment Encelade, qui pourrait contenir un océan d’eau liquide sous sa croûte glacée.
Cassini a également découvert des lunes beaucoup plus petites, dites “lunes bergères”, qui interagissent avec les anneaux de Saturne en creusant des brèches et des motifs ondulés lorsqu’elles traversent un amas de roches et de boules de neige.
Des télescopes plus grands, plus de lunes
Ces observations rapprochées depuis l’espace ont permis de mieux comprendre les lunes individuelles qui restent à proximité de Saturne. Récemment, de nombreuses autres lunes ont été découvertes sur des orbites beaucoup plus éloignées de la planète.
Ces lunes plus éloignées n’ont pu être détectées qu’avec de grands télescopes optiques tels que le télescope Subaru au Mauna Kea à Hawaï. Le télescope est équipé de caméras sensibles qui peuvent détecter certains des objets peu lumineux séparés de Saturne par des millions de kilomètres.
Pour confirmer que ces objets sont bien associés à Saturne, les astronomes doivent les observer pendant des jours, voire des mois, afin de reconstituer la forme et la taille de l’orbite de la lune.
De nombreuses petites lunes sont des fragments de grandes lunes brisées
De telles observations ont révélé une population de lunes qui sont souvent décrites comme des lunes “irrégulières”. Elles sont divisées en trois groupes distincts : Inuit, Gaulois, et Nordique. Elles ont toutes des orbites larges et elliptiques qui font un angle avec celles des lunes plus proches de la planète.
On pense que chaque groupe s’est formé à partir d’une collision ou de la fragmentation d’une lune plus grande. Le groupe nordique est constitué de quelques-unes des lunes les plus éloignées de Saturne, qui orbitent dans le sens inverse de la rotation de la planète.
Cela suggère qu’elles ont pu se former ailleurs et être ensuite capturées par la force gravitationnelle de Saturne.
Sur les 20 nouvelles lunes, 17 appartiennent au groupe nordique, y compris la lune connue la plus éloignée de la planète. Leurs tailles estimées sont de l’ordre de 5 km de diamètre.
Avons-nous trouvé toutes les lunes maintenant ?
Est-il probable que nous trouvions encore plus de lunes autour de Saturne ? Absolument.
Certaines des lunes récemment découvertes sont très faibles et à la limite de la détection avec les instruments actuellement disponibles. De nouveaux télescopes plus grands, comme le télescope géant Magellan, nous permettront d’observer des objets encore plus faibles.
En attendant, les 20 nouvelles lunes ont besoin de noms. Carnegie Science a invité tout le monde à participer.