Saturne ajoute 62 lunes nouvellement découvertes à son total

Dans le coin rouge, Jupiter, la plus grande planète en orbite autour de notre soleil, qui a façonné notre système solaire avec sa masse gravitationnelle.

Dans le coin bleu, Saturne, le magnifique monde annelé avec d’ahurissants orages hexagonaux à ses pôles.

Ces deux mondes géants sont en retard dans leur combat pour la suprématie par satellite. Mais maintenant, la lutte pour savoir quelle planète a le plus de lunes sur son orbite a basculé de manière décisive en faveur de Saturne.

Ce mois-ci, l’Union astronomique internationale devrait reconnaître 62 lunes supplémentaires de Saturne sur la base d’un lot d’objets découverts par des astronomes. Les petits objets donneront à Saturne 145 lunes, éclipsant le total de Jupiter de 95.

“Ils ont tous les deux beaucoup, beaucoup de lunes”, a déclaré Scott Sheppard, un astronome de la Carnegie Institution for Science à Washington, DC. Mais Saturne “semble en avoir beaucoup plus”, a-t-il déclaré, pour des raisons qui ne sont pas entièrement comprises.

Les lunes de Saturne nouvellement découvertes ne ressemblent en rien à l’objet brillant du ciel nocturne de la Terre. Ils sont de forme irrégulière, comme des pommes de terre, et pas plus d’un ou deux milles de diamètre. Ils orbitent également loin de la planète, entre 10 et 29 millions de kilomètres, par rapport à des lunes plus grandes, comme Titan, qui orbitent principalement à moins d’un million de kilomètres de Saturne. Pourtant, ces petites lunes irrégulières sont fascinantes en elles-mêmes. Ils sont pour la plupart regroupés en groupes et peuvent être des restes de lunes plus grandes qui se sont brisées en orbite autour de Saturne.

“Ces lunes sont assez essentielles pour comprendre certaines des grandes questions sur le système solaire”, a déclaré Bonnie Buratti du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie et scientifique adjointe du projet sur la prochaine mission Europa Clipper à Jupiter. “Ils ont les empreintes digitales des événements qui ont eu lieu dans le système solaire primitif.”

Le nombre croissant de lunes met également en lumière les débats potentiels sur ce qui constitue une lune.

“La définition simple d’une lune est qu’il s’agit d’un objet qui orbite autour d’une planète”, a déclaré le Dr Sheppard. La taille d’un objet, pour le moment, n’a pas d’importance.

Les nouvelles lunes ont été découvertes par deux groupes, l’un dirigé par le Dr Sheppard et l’autre plus récemment par Edward Ashton de l’Institut d’astronomie et d’astrophysique Academia Sinica à Taiwan. Le groupe du Dr Sheppard, au milieu des années 2000, a utilisé le télescope Subaru à Hawaï pour rechercher d’autres lunes autour de Saturne.

En mars, le Dr Sheppard était également responsable de la découverte de 12 nouvelles lunes de Jupiter, ce qui l’a amené temporairement au-dessus de Saturne dans la bagarre pour être le plus grand accumulateur de lunes. Ce record a été de courte durée, semble-t-il.

Le groupe du Dr Ashton, de 2019 à 2021, a utilisé le télescope Canada France Hawaii, voisin du télescope Subaru sur le Mauna Kea, pour rechercher d’autres lunes de Saturne et vérifier certaines des découvertes du Dr Sheppard. Pour qu’une lune soit authentifiée, elle doit être repérée plusieurs fois pour “être sûr que les observations sont un satellite et pas seulement un astéroïde qui se trouve être près de la planète”, a déclaré Mike Alexandersen, responsable de la confirmation officielle des lunes à l’International Union astronomique.

La plupart des lunes irrégulières de Saturne orbitent autour de la planète dans ce que les astronomes appellent les groupes inuit, nordique et gaulois. Les objets de chaque groupe peuvent être les restes de lunes plus grandes, jusqu’à 150 miles de diamètre, qui tournaient autrefois autour de Saturne mais ont été détruites par des impacts d’astéroïdes ou de comètes, ou des collisions entre deux lunes. “Cela montre qu’il y a une grande histoire de collisions autour de ces planètes”, a déclaré le Dr Sheppard.

Ces lunes originales ont peut-être été capturées par Saturne “très tôt dans le système solaire”, a déclaré le Dr Ashton, peut-être au cours des premières centaines de millions d’années après sa formation il y a 4,5 milliards d’années. Cependant, tous ne sont pas en orbite dans ces groupes, avec quelques lunes voyous en orbite dans une direction rétrograde, c’est-à-dire opposée aux orbites des autres lunes.

“Nous ne savons pas ce qui se passe avec ces lunes rétrogrades”, a déclaré le Dr Sheppard. Le Dr Ashton soupçonne qu’il s’agit peut-être des vestiges d’une collision plus récente.

En savoir plus sur les nouvelles lunes est difficile en raison de leur petite taille et de leurs orbites éloignées. Ils semblent être une classe spéciale d’objets, différents des astéroïdes qui se sont formés dans le système solaire interne et des comètes du système solaire externe. Mais on n’en sait pas beaucoup plus.

“Ces objets pourraient être uniques”, a déclaré le Dr. dit Shepard. “Ils pourraient être les derniers vestiges de ce qui s’est formé dans la région de la planète géante, probablement des objets très riches en glace.”

Le vaisseau spatial Cassini de la NASA a réussi à observer environ deux douzaines de lunes autour de Saturne jusqu’à sa disparition en 2017. Bien qu’elles ne soient pas assez proches pour être étudiées en détail, les données ont permis aux scientifiques de “déterminer la période de rotation” de certaines lunes, la rotation l’axe et “même la forme”, a déclaré Tilmann Denk du Centre aérospatial allemand de Berlin, qui a dirigé les observations. Cassini a également trouvé de la glace en abondance à la surface de l’une des plus grandes lunes irrégulières, Phoebe.

Des observations plus approfondies des minuscules lunes de Saturne pourraient donner aux scientifiques une fenêtre sur une période tumultueuse du système solaire primitif. Au cours de cette période, les collisions étaient plus fréquentes et les planètes se bousculaient pour se positionner, Jupiter pensant avoir migré de plus près du soleil plus loin vers son orbite actuelle. “Cela vous donne des informations supplémentaires sur la formation du système solaire”, a déclaré le Dr Denk.

Pourtant, les lunes irrégulières que nous voyons jusqu’à présent ne sont peut-être que le début. “Nous avons estimé qu’il y en avait potentiellement des milliers”, autour de Saturne et de Jupiter, a déclaré le Dr Ashton. Uranus et Neptune peuvent également avoir de nombreuses lunes irrégulières, mais leur grande distance par rapport au soleil les rend difficiles à découvrir.

Saturne, bien qu’elle soit plus petite que Jupiter, semble avoir beaucoup plus de lunes irrégulières. Il peut en avoir trois fois plus que Jupiter, jusqu’à une taille d’environ deux milles. La raison n’est pas claire, a déclaré le Dr Ashton.

Les lunes originales de Jupiter ont peut-être eu tendance à être plus grandes et moins susceptibles de se briser. Ou Saturne a peut-être capturé plus d’objets sur son orbite que Jupiter. Ou les lunes de Saturne se trouvaient peut-être sur des orbites plus susceptibles de se chevaucher et de se heurter, produisant des lunes plus petites et irrégulières.

Quelle que soit la raison, le résultat est clair. Jupiter est dans les cordes, et il est peu probable qu’il récupère son titre de planète avec le plus de lunes. Au fur et à mesure que les capacités des astronomes à trouver des satellites de plus en plus petits s’améliorent, “Saturne gagnera des kilomètres”, a déclaré le Dr Alexandersen. “Je ne pense plus que ce soit un concours.”