Quand notre système solaire peut encore surprendre…
En 2015, le télescope New Horizons envoyait les
premières photos prises de près de Pluton, après un voyage de neuf ans.
Une des photos en particulier a capté l’attention des « trouveurs-astronomes » : Celle d’une plaine de 2.000 kilomètres en forme de cœur, qui a immédiatement fait le tour du monde.
Baptisée « Tombaugh Regio » d’après l’astronome Clyde
Tombaugh (4 février 1906 – 17 janvier 1997) ayant découvert Pluton le 14 mars
1930, le « cœur » est en fait composé de plusieurs éléments : Le lobe gôche, la
plaine Spoutnik, est un profond bassin de glace d’azote d’environ 1.000
kilomètres de large et le lobe droât, est également recouvert d’une couche de
glace d’azote mais beaucoup plus fine.
Son origine pose encore beaucoup de questions, mais une nouvelle étude rapportée par CNN apporte une première série de réponses.
Grâce à des modélisations mathématiques, les
scientifiques ont ainsi déterminé que le cœur serait né d’une collision entre
un corps céleste de 700 kilomètres de diamètre et la planète, aux débuts de la
formation de la planète (qui n’en est plus une).
Les basses températures du noyau de Pluton auraient empêché la fonte des restes de ce corps et les matériaux le formant seraient restés intacts sur la surface, sous forme d’éclaboussures.
« Nous avons l’habitude de considérer les collisions planétaires comme des événements incroyablement intenses où l’on peut ignorer les détails, à l’exception de l’énergie, de la quantité de mouvement et de la densité » explique un coauteur de l’étude. « Mais dans le système solaire lointain, les vitesses sont beaucoup plus lentes et la glace solide est résistante, donc il faut que nos calculs soient beaucoup plus précis. »
Conclusion : Une collision plus intense aurait produit une forme plus symétrique.
Cette étude a également apporté une explication quant
à la localisation du cœur, proche de l’équateur. Selon les lois de la physique,
l’impact aurait dû créer un déficit de masse, et la plaine Spoutnik aurait
alors lentement migré vers le pôle Nord au cours de la formation de Pluton.
Des études avaient déjà émis l’hypothèse de l’existence d’un océan souterrain afin d’expliquer son emplacement. En revanche, la théorie d’un impact « éclaboussé » sur la surface justifie sa position sans supposer la présence d’eau.
Mais cette nouvelle étude doit permettre d’en
apprendre plus sur la formation de Pluton, dont la localisation aux confins du
système solaire rend toute analyse difficile.
Et la mission New Horizons est la première à s’y intéresser de près.
Ainsi, en 2022, une nouvelle série de photos avaient identifié la présence de volcans de glace (d’eau) dans le Sud-ouest du cœur, suggérant une température de noyau plus élevée que ce que les scientifiques pensaient jusqu’à présent.
À moins que ce ne soit que des nappes (et geysers) d’azote liquide…
L’eau, si loin du soleil, de toute façon le risque de rester figée en glaçon encore bien longtemps sur cette planète (qui n’en est officiellement plus une), n’est pas négligeable, loin de là.
Mais, à la recherche d’H2O (c’est important pour la croissance des tomates et les glaçons qu’on mouille d’alcools forts), nos « trouveurs » se sont penchés sur une Lune de Saturne…
De taille similaire et orbitant à une distance
semblable de Saturne, Encelade et Mimas abritent ainsi en réalité tous deux un
océan d’eau liquide sous leur surface, malgré des surfaces très différentes
semblant témoigner de conditions internes distinctes.
C’est après un suspense de dix ans suite à la découverte d’une anomalie dans sa rotation, que la preuve est enfin faite que Mimas, la plus petite des huit lunes principales de Saturne, abrite un océan d’eau sous toute sa surface : On en est sûr !
Plus étonnant encore, cet océan serait âgé de moins de 25 millions d’années, soit presque rien, en comparaison des 4,5 milliards d’années de notre système solaire.
Cette découverte surprenante est le fruit d’un long
travail, mais également d’une intuition prenant à contre-pied les principales
idées admises jusqu’ici sur l’évolution du système de Saturne.
Rendez-vous compte, c’est en 2010 qu’une équipe commence à s’interroger sur la nature réelle de Mimas.
D’un rayon de 200 km, la plus petite des lunes dites principales de Saturne est aisément reconnaissable à sa surface recouverte de cratères.
Découverte en 1789 par l’astronome britannique William Herschel, il faudra attendre l’ère spatiale pour obtenir de premières images résolues de cette lune, et pouvoir ainsi découvrir sa surface inerte.
Le lien entre Mimas et les travaux initiaux en cours n’était
pas immédiat, puisqu’il s’agissait d’expliquer la structure la plus remarquable
des anneaux de Saturne (une merveille de la nature que même les « (f)ummistes »
sont passés à côté quand ils prétendent être venus nous sortir de la mouise) : La
division Cassini !
Découverte par Jean-Dominique Cassini en 1675, alors tout jeune directeur de l’observatoire de Paris, celui-ci avait observé une zone sombre dans les anneaux de la géante, qui porte désormais son nom.
D’une envergure d’environ 4.500 km, celle-ci coupe littéralement les anneaux en deux parties bien distinctes.
Et, curieusement, la division de Cassini n’est pas
complètement vide : On peut y distinguer de la matière, certes moins dense,
mais réparties sous forme de série d’anneaux plus sombres.
Aussi surprenant que cela puisse paraître, la communauté scientifique ne savait pas expliquer l’existence de cette division jusqu’en 2004, au moment de l’arrivée de la sonde Cassini au voisinage de Saturne.
Or, en étudiant le mouvement de ses lunes, il avait été envisagé la possibilité que cette formation si particulière puisse être la conséquence d’un changement drastique de la distance entre la petite lune Mimas et Saturne.
En effet, il était connu de longue date que la présence de Mimas avait un effet gravitationnel important sur le bord interne de la division Cassini.
Plus précisément, on savait déjà que les petites
particules de glace qui composent les anneaux de Saturne et qui se trouvent au
bord interne de la division tournent exactement deux fois plus vite que Mimas
autour de Saturne.
C’est précisément cette synchronisation qui permet à la gravitation d’avoir un effet majeur sur les anneaux à cet endroit, car la perturbation gravitationnelle de Mimas se cumule, plutôt que de se moyenner au cours du temps.
L’intuition des « trouveurs » était alors la suivante : Si dans un passé récent, Mimas s’était rapprochée de Saturne, les particules de glace prises dans la résonance auraient dû être chassées vers l’intérieur, suivant le rapprochement de Mimas à Saturne, et ouvrant ainsi la fameuse division.
Sauf que, aussi séduisante soit-elle, cette idée se
heurtait à un souci de taille : Pour que Mimas se rapproche de Saturne, le
seul mécanisme possible devait être les effets de marées engendrés par la
planète.
Tout comme la Lune déforme la Terre, dont les océans à sa surface, créant les marées, Mimas est déformé par Saturne au cours du temps.
Cette déformation, que l’on appelle effet de marées, provient du fait que le côté de Mimas qui fait face à Saturne en est plus proche, et donc plus attiré par la planète, que le côté opposé.
Or, logiquement, dans ce cas, la glace dont est
majoritairement composé Mimas aurait nécessairement fondu en quantité très
importante à cause de la friction interne qui aurait résulté de ces effets de
marées.
Cette hypothèse était en complet désaccord avec la surface extrêmement cratérisée et inactive de Mimas, qui sous-entendait l’absence totale d’activité interne.
En effet, la présence d’eau liquide en quantité sous la surface de Mimas aurait dû résulter en l’existence de failles en surface, de renouvellement de sa surface, voire même de geysers comme observés sur Encelade, une lune voisine de Mimas.
Néanmoins en 2014, un thésard du nom de Radwan Tajeddine, avait remarqué que la rotation de Mimas sur elle-même était affectée d’une anomalie.
Les explications théoriques laissaient entrevoir deux possibilités : Soit l’intérieur de Mimas était rigide, mais cachait un noyau de roche très allongé, soit il devait y avoir un océan d’eau global sous la surface du satellite.
Ce résultat publié dans la revue Science fut la première mention d’un possible océan d’eau sous Mimas.
Avec le temps, la communauté internationale avait dans
sa grande majorité adopté l’hypothèse d’un noyau de roche allongé. Celle-ci
s’insérait parfaitement dans la vision d’une lune froide et inactive, en
parfait accord avec sa surface criblée d’impacts.
Néanmoins, une équipe au moins se devait donc d’en avoir le cœur net, car l’explication de l’existence de la division Cassini n’était compatible qu’avec la présence d’un océan.
On a donc cherché un moyen d’obtenir une information complémentaire sur l’intérieur du satellite.
Et c’est là que les « trouveurs » se sont
alors tournés vers l’étude du mouvement orbital de Mimas autour de Saturne.
Et il se trouve que celui-ci est très complexe du fait des nombreuses perturbations gravitationnelles qu’il subit des lunes voisines.
Pourtant, un rapide calcul laissait entendre que l’observation de l’évolution orbitale de Mimas par la sonde Cassini, en orbite autour de Saturne entre 2004 et 2017, devait permettre de départager les deux modèles de structure interne.
C’est ainsi qu’après avoir repris l’intégralité des
données disponibles (plusieurs dizaines de milliers d’images) et ajusté le
mouvement de dix-neuf lunes du système orbital, dont bien sûr Mimas, aux
observations de Cassini, l’analyse n’a laissé que peu de doutes : Un intérieur
rigide avec un noyau rocheux allongé n’est pas compatible avec l’observation du
mouvement orbital de la lune !
En revanche, la modélisation d’un intérieur comprenant trois couches internes, à savoir un noyau rocheux surplombé d’un océan d’eau liquide, recouvert par une coquille de glace est en accord avec les observations si l’épaisseur de la couche de glace solide est comprise entre 20 et 30 kilomètres.
De plus, ces valeurs aident d’ailleurs à comprendre pourquoi la surface de la lune ne montre pas d’activité à l’heure actuelle.
Aussi, désormais, nous savons que plus de la moitié du
volume de Mimas est composée d’eau bien liquide !
De plus, les calculs d’évolution orbitale de Mimas sous l’action des effets de marées impliquent que cet océan date de moins de 25 millions d’années.
Mais ce qui rend l’existence de cet océan si intéressant, c’est que nous n’aurions jamais imaginé détecter un jour de l’eau liquide sous une telle surface d’apparence aussi ancienne et inerte.
Voilà de quoi jeter le doute sur la possibilité d’avoir de l’eau liquide sous encore beaucoup d’autres objets du système solaire, probablement jusqu’à Pluton.
La quête de l’eau liquide dans notre système planétaire
et de ses conditions d’habitabilité ne fait que commencer…
Est-ce histoire de cultiver les tomates ou seulement de pouvoir mouiller des glaçons avec quelques alcools forts, là je ne saurai vous dire ?
Mais ça méritait d’être signalé…
Car quand la science avance, l’ignorance recule[1]…
Bonne fin de week-end à toutes et tous !
I3
Pour mémoire (n’en déplaise à « Poux-tine ») : « LE PRÉSENT
BILLET A ENCORE ÉTÉ RÉDIGÉ PAR UNE PERSONNE « NON RUSSE » ET MIS EN LIGNE PAR
UN MÉDIA DE MASSE « NON RUSSE », REMPLISSANT DONC LES FONCTIONS D’UN AGENT «
NON RUSSE » !
Post-scriptum : Alexeï Navalny est mort en détention pour ses opinions politiques. Les Russes se condamnent à perpétuité à en supporter toute la honte !
Постскриптум: Алексей Навальный умер в заключении за свои политические взгляды. Россияне обрекают себя на всю жизнь нести весь позор!
Parrainez Renommez la rue de l'ambassade de Russie à Paris en rue Alexeï Navalny (change.org)
[1] C’est de moâ, mais libre de droit d’auteur : Vous pouvez reprendre, user et abuser…
Une des photos en particulier a capté l’attention des « trouveurs-astronomes » : Celle d’une plaine de 2.000 kilomètres en forme de cœur, qui a immédiatement fait le tour du monde.
Son origine pose encore beaucoup de questions, mais une nouvelle étude rapportée par CNN apporte une première série de réponses.
Les basses températures du noyau de Pluton auraient empêché la fonte des restes de ce corps et les matériaux le formant seraient restés intacts sur la surface, sous forme d’éclaboussures.
« Nous avons l’habitude de considérer les collisions planétaires comme des événements incroyablement intenses où l’on peut ignorer les détails, à l’exception de l’énergie, de la quantité de mouvement et de la densité » explique un coauteur de l’étude. « Mais dans le système solaire lointain, les vitesses sont beaucoup plus lentes et la glace solide est résistante, donc il faut que nos calculs soient beaucoup plus précis. »
Conclusion : Une collision plus intense aurait produit une forme plus symétrique.
Des études avaient déjà émis l’hypothèse de l’existence d’un océan souterrain afin d’expliquer son emplacement. En revanche, la théorie d’un impact « éclaboussé » sur la surface justifie sa position sans supposer la présence d’eau.
Et la mission New Horizons est la première à s’y intéresser de près.
Ainsi, en 2022, une nouvelle série de photos avaient identifié la présence de volcans de glace (d’eau) dans le Sud-ouest du cœur, suggérant une température de noyau plus élevée que ce que les scientifiques pensaient jusqu’à présent.
À moins que ce ne soit que des nappes (et geysers) d’azote liquide…
L’eau, si loin du soleil, de toute façon le risque de rester figée en glaçon encore bien longtemps sur cette planète (qui n’en est officiellement plus une), n’est pas négligeable, loin de là.
Mais, à la recherche d’H2O (c’est important pour la croissance des tomates et les glaçons qu’on mouille d’alcools forts), nos « trouveurs » se sont penchés sur une Lune de Saturne…
C’est après un suspense de dix ans suite à la découverte d’une anomalie dans sa rotation, que la preuve est enfin faite que Mimas, la plus petite des huit lunes principales de Saturne, abrite un océan d’eau sous toute sa surface : On en est sûr !
Plus étonnant encore, cet océan serait âgé de moins de 25 millions d’années, soit presque rien, en comparaison des 4,5 milliards d’années de notre système solaire.
Rendez-vous compte, c’est en 2010 qu’une équipe commence à s’interroger sur la nature réelle de Mimas.
D’un rayon de 200 km, la plus petite des lunes dites principales de Saturne est aisément reconnaissable à sa surface recouverte de cratères.
Découverte en 1789 par l’astronome britannique William Herschel, il faudra attendre l’ère spatiale pour obtenir de premières images résolues de cette lune, et pouvoir ainsi découvrir sa surface inerte.
Découverte par Jean-Dominique Cassini en 1675, alors tout jeune directeur de l’observatoire de Paris, celui-ci avait observé une zone sombre dans les anneaux de la géante, qui porte désormais son nom.
D’une envergure d’environ 4.500 km, celle-ci coupe littéralement les anneaux en deux parties bien distinctes.
Aussi surprenant que cela puisse paraître, la communauté scientifique ne savait pas expliquer l’existence de cette division jusqu’en 2004, au moment de l’arrivée de la sonde Cassini au voisinage de Saturne.
Or, en étudiant le mouvement de ses lunes, il avait été envisagé la possibilité que cette formation si particulière puisse être la conséquence d’un changement drastique de la distance entre la petite lune Mimas et Saturne.
En effet, il était connu de longue date que la présence de Mimas avait un effet gravitationnel important sur le bord interne de la division Cassini.
C’est précisément cette synchronisation qui permet à la gravitation d’avoir un effet majeur sur les anneaux à cet endroit, car la perturbation gravitationnelle de Mimas se cumule, plutôt que de se moyenner au cours du temps.
L’intuition des « trouveurs » était alors la suivante : Si dans un passé récent, Mimas s’était rapprochée de Saturne, les particules de glace prises dans la résonance auraient dû être chassées vers l’intérieur, suivant le rapprochement de Mimas à Saturne, et ouvrant ainsi la fameuse division.
Tout comme la Lune déforme la Terre, dont les océans à sa surface, créant les marées, Mimas est déformé par Saturne au cours du temps.
Cette déformation, que l’on appelle effet de marées, provient du fait que le côté de Mimas qui fait face à Saturne en est plus proche, et donc plus attiré par la planète, que le côté opposé.
Cette hypothèse était en complet désaccord avec la surface extrêmement cratérisée et inactive de Mimas, qui sous-entendait l’absence totale d’activité interne.
En effet, la présence d’eau liquide en quantité sous la surface de Mimas aurait dû résulter en l’existence de failles en surface, de renouvellement de sa surface, voire même de geysers comme observés sur Encelade, une lune voisine de Mimas.
Néanmoins en 2014, un thésard du nom de Radwan Tajeddine, avait remarqué que la rotation de Mimas sur elle-même était affectée d’une anomalie.
Les explications théoriques laissaient entrevoir deux possibilités : Soit l’intérieur de Mimas était rigide, mais cachait un noyau de roche très allongé, soit il devait y avoir un océan d’eau global sous la surface du satellite.
Ce résultat publié dans la revue Science fut la première mention d’un possible océan d’eau sous Mimas.
Néanmoins, une équipe au moins se devait donc d’en avoir le cœur net, car l’explication de l’existence de la division Cassini n’était compatible qu’avec la présence d’un océan.
On a donc cherché un moyen d’obtenir une information complémentaire sur l’intérieur du satellite.
Et il se trouve que celui-ci est très complexe du fait des nombreuses perturbations gravitationnelles qu’il subit des lunes voisines.
Pourtant, un rapide calcul laissait entendre que l’observation de l’évolution orbitale de Mimas par la sonde Cassini, en orbite autour de Saturne entre 2004 et 2017, devait permettre de départager les deux modèles de structure interne.
En revanche, la modélisation d’un intérieur comprenant trois couches internes, à savoir un noyau rocheux surplombé d’un océan d’eau liquide, recouvert par une coquille de glace est en accord avec les observations si l’épaisseur de la couche de glace solide est comprise entre 20 et 30 kilomètres.
De plus, ces valeurs aident d’ailleurs à comprendre pourquoi la surface de la lune ne montre pas d’activité à l’heure actuelle.
De plus, les calculs d’évolution orbitale de Mimas sous l’action des effets de marées impliquent que cet océan date de moins de 25 millions d’années.
Mais ce qui rend l’existence de cet océan si intéressant, c’est que nous n’aurions jamais imaginé détecter un jour de l’eau liquide sous une telle surface d’apparence aussi ancienne et inerte.
Voilà de quoi jeter le doute sur la possibilité d’avoir de l’eau liquide sous encore beaucoup d’autres objets du système solaire, probablement jusqu’à Pluton.
Est-ce histoire de cultiver les tomates ou seulement de pouvoir mouiller des glaçons avec quelques alcools forts, là je ne saurai vous dire ?
Mais ça méritait d’être signalé…
Car quand la science avance, l’ignorance recule[1]…
Post-scriptum : Alexeï Navalny est mort en détention pour ses opinions politiques. Les Russes se condamnent à perpétuité à en supporter toute la honte !
Постскриптум: Алексей Навальный умер в заключении за свои политические взгляды. Россияне обрекают себя на всю жизнь нести весь позор!
Parrainez Renommez la rue de l'ambassade de Russie à Paris en rue Alexeï Navalny (change.org)
[1] C’est de moâ, mais libre de droit d’auteur : Vous pouvez reprendre, user et abuser…
Aucun commentaire:
Enregistrer un commentaire