Les anneaux de Saturne sont une beauté. Ils ont piqué la curiosité de légions d'astronomes au fil des siècles et pourtant, on en sait encore très peu à leur sujet.
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Quel âge ont-ils? Comment sont-ils arrivés là? Est-ce qu'ils servent à quelque chose? Aucune de ces questions n'a de réponses définitives. Même le nombre de sonneries varie en fonction du décompte.
Les anneaux ont été observés pour la première fois en 1610 par Galilée. Lui et d'autres premiers astronomes n'étaient même pas sûrs qu'il s'agissait de bagues, car elles semblaient disparaître périodiquement, en raison des bandes minces que l'on voyait parfois au ras du sol. Mais une expérience contrôlée, cinquante ans ou plus après la découverte de Galilée, prouva qu'ils étaient bien des bagues.
Au cours des siècles suivants, cependant, on en apprit beaucoup plus sur ces anneaux, jusqu'à ce que les satellites Pioneer et Voyager effectuent des survols de la sixième planète du soleil au début des années 1980. Les connaissances se sont accélérées avec la mission Cassini-Huygens - un projet de coopération de la NASA, de l'Agence spatiale européenne et de l'Agence spatiale italienne, conçu pour sonder tous les aspects de Saturne, de ses lunes et de ses anneaux. L’engin spatial Cassini de 4 600 livres - l’un des véhicules interplanétaires les plus grands et les plus complexes jamais construit - a atteint Saturne en 2004, après un voyage de 7 ans. Depuis, il transmet des images et des données fantastiques. Cassini devait prendre fin en 2008, mais sa mission a été prolongée à plusieurs reprises et son décès est prévu pour 2017.
Pourquoi étudier les anneaux? «Je dirais que les anneaux ne sont pas si importants en ce qui concerne ce qu'ils peuvent nous apprendre», déclare John Weiss, professeur adjoint de physique à l'Université St. Martin's de Lacey, dans l'État de Washington. «Je pense que la plupart des gens étudient cela, principalement parce qu'il y a un mystère là-bas, quelque chose que nous ne comprenons pas», ajoute Weiss, qui a effectué son post-doctorat en tant que spécialiste en imagerie pour la mission Cassini. la dynamique des anneaux de Saturne.
Les anneaux peuvent également offrir des indices sur la formation des planètes et sur la dynamique orbitale, dit-il.
Dans cette image simulée des anneaux de Saturne, la couleur indique la taille des particules de l'anneau dans différentes régions en fonction des effets mesurés de trois signaux radio. Trois signaux radio simultanés de longueurs d'onde de 0, 94, 3, 6 et 13 centimètres (bandes Ka, X et S) ont été envoyés de la sonde spatiale Cassini à travers les anneaux vers la Terre. (Institut de technologie de Californie de la NASA / Jet Propulsion) 
Une vue panoramique a été créée en combinant 165 images prises par la caméra grand angle Cassini sur une période de près de trois heures le 15 septembre 2006. (NASA / Institut de technologie de propulsion par réaction de Californie) 
Une vue de Saturne depuis la quatrième année de la mission Cassini en 2000. (Institut de technologie de la Californie du Jet-Propulsion, Institut de technologie de la Californie) La sagesse qui prévaut est que les anneaux ont vu le jour il y a environ 100 millions d'années - un vrai jeune enfant comparé au système solaire vieux de 4, 5 milliards d'années. Mais en 2014, des scientifiques de l'Université du Colorado à Boulder, armés de données de Cassini, ont affirmé que les anneaux existaient au début et qu'ils datent en réalité de 4 à 5 milliards d'années.
Ils ont en partie estimé l'âge des anneaux en examinant les granules de glace qui en constituent la majeure partie. Cette glace est principalement constituée d’eau, avec un peu de méthane et de dioxyde de carbone, explique Weiss. Parfois, la glace recouvre un matériau rocheux et, au fil du temps, les particules perdent en réflectivité. Une couche de poussière peut également s'accumuler avec le temps. De cette manière, l’âge peut être estimé par la réflectivité, mais les recherches menées au Colorado ont montré que même les particules réfléchissantes et brillantes pouvaient être anciennes.
«J'adorerais l'idée que ces bagues aient toujours existé autour de Saturne, mais je n'ai aucune autre raison à cela, hormis l'esthétique», déclare Weiss. Il n'est pas clair si les résultats du Colorado vont durer avec le temps, ajoute-t-il.
Alors, comment les particules sont-elles arrivées là? Une théorie est que les anneaux sont constitués des restes de lunes brisées par les météorites. Ou ils peuvent être des débris d'une comète qui a éclaté. Weiss dit qu'il ne pense pas qu'il y ait suffisamment de preuves pour dire lequel est le plus probable.
Pour l'instant, les astronomes comptent huit anneaux principaux. Au moment où ils ont été découverts, une lettre de l’alphabet leur a été attribuée (ce n’est pas exactement la nomenclature la plus éclatante pour une planète aussi impressionnante). Mais ils n'apparaissent pas dans l'ordre alphabétique. En partant de Saturne, les premiers sont les anneaux C, B et A. L'anneau D est faible et proche de la planète. L'anneau F est étroit et se trouve juste à l'extérieur de l'anneau A. Au-delà, il y a deux anneaux plus faibles, G et E. Il y a des espaces entre les anneaux qui ont été nommés et des boucles dans les anneaux, ce qui a fait grimper le nombre de cycles à plusieurs milliers.
Dans l’ensemble, les anneaux s’étendent à environ 175 000 milles de Saturne, soit presque la distance qui sépare la Terre de sa lune. Mais leur largeur et leur hauteur varient. Certaines n’ont que 30 pieds de hauteur.
L’artisanat Cassini a fait d’intéressantes découvertes sur les anneaux - notamment que les lunes de Saturne ont lancé des vagues dans les anneaux et que de petits objets à «hélice» dans les anneaux les altèrent. Les astronomes les surveillent de près, dans l’espoir de voir comment ils changent d’orbite et quel impact ils pourraient avoir à l’avenir.
Alors que Cassini termine sa mission en 2017, les ingénieurs tracent un chemin qui, espérons-le, pourra le manœuvrer en toute sécurité à travers les anneaux sans être détruit par les particules, afin qu'il puisse prendre des images à l'intérieur des anneaux et des espaces vides. L'engin va alors finir sa vie dans un feu alors qu'il frappe l'atmosphère de Saturne, s'il le fait si loin.
«Alors, au fur et à mesure, il y aura un chant du cygne», explique Weiss, qui a déclaré qu’il était triste de penser à la disparition de l’engin spatial.
C'est à votre tour de demander à Smithsonian.
