Une ancienne lune qui a été déchirée après avoir filé trop près de Saturne pourrait être à l’origine des anneaux inclinés de la planète, selon de nouvelles recherches.

Le penchant de Saturne a toujours été clair à travers ses anneaux, qui tournent autour de la planète à un angle de 26,7 degrés par rapport à l’orbite de la planète autour du Soleil.

Bien que l’on ait longtemps pensé que ce phénomène était lié à la force gravitationnelle de Neptune, la voisine de Saturne, les astronomes pensent aujourd’hui que ce lien entre les deux planètes a été rompu en raison de l’alignement de la rotation de Saturne sur l’orbite de Neptune.

Mais si Saturne ne s’incline pas pour se rapprocher de Neptune, quelle est la raison de son inclinaison actuelle ? Et pourrait-elle être liée à la formation relativement récente des anneaux de Saturne, dont l’âge avait été estimé à seulement 100 millions d’années ?

Les astronomes pensent avoir trouvé une explication qui pourrait répondre à un certain nombre de ces anomalies inexpliquées de Saturne : une lune supplémentaire qui serait morte pour que les anneaux puissent se former.

Dans une nouvelle étude publiée jeudi dans la revue Science, les auteurs ont baptisé cette lune « Chrysalide ».

Si Chrysalis a existé en tant que lune numéro 84, elle aurait aidé à maintenir Saturne dans l’axe de Neptune pendant plusieurs milliards d’années, suggère l’étude.

Puis, il y a environ 160 millions d’années, selon la modélisation informatique des chercheurs, l’orbite de Chrysalis est devenue instable et a frôlé la planète elle-même – un événement catastrophique qui aurait séparé la lune et expliquerait également comment Saturne a été arrachée de son alignement avec Neptune pour acquérir son inclinaison actuelle.

Les morceaux de Chrysalide qui ne sont pas tombés sur Saturne ont été projetés en orbite autour de la planète et ont fini par s’émietter en petits morceaux de glace pour former les anneaux de la planète.

« Tout comme la chrysalide d’un papillon, ce satellite, longtemps en sommeil, est soudainement devenu actif, et les anneaux ont émergé », a déclaré dans un communiqué de presse Jack Wisdom, professeur de sciences planétaires au Massachusetts Institute of Technology et auteur principal de la nouvelle étude.

Selon les chercheurs, cette théorie comble un certain nombre de lacunes dans les explications précédentes de l’orbite, des anneaux et de l’inclinaison de Saturne.

Il a été suggéré pour la première fois dans les années 2000 que Neptune et Saturne étaient liées par une association gravitationnelle, mais lorsque le Cassini de la NASA est parti visiter la planète de 2004 à 2017, ses observations ont apporté de nouvelles complications.

Les observations de Cassini sur Titan, la plus grande lune de Saturne, ont conduit à la théorie selon laquelle cette grande lune était en fait responsable de l’inclinaison de Saturne, la forçant à s’aligner avec Neptune. Cependant, cela n’avait de sens que si la masse de la géante gazeuse était répartie d’une manière particulière – étant donné que la composition de la planète ne permet pas de savoir si sa masse est concentrée plutôt vers le noyau ou non, le moment d’inertie de la planète est difficile à déterminer.

Wisdom et ses collègues ont cherché à savoir si les dernières observations de Cassini – recueillies dans les derniers instants de son existence alors que le vaisseau spatial plongeait vers la surface de Saturne – pouvaient faire la lumière sur cette question.

Ces observations finales ont permis de créer un champ gravitationnel de Saturne qui a permis aux chercheurs de modéliser la façon dont la masse est distribuée sur la planète.

Ils ont découvert que le moment d’inertie qu’ils recherchaient signifiait que Saturne était en fait légèrement désaligné par rapport à Neptune. Les planètes n’étaient plus synchronisées.

« Nous avons alors cherché des moyens de sortir Saturne de la résonance de Neptune », dit Wisdom.

Après avoir modélisé de nombreux scénarios, l’équipe a découvert que les mathématiques s’équilibraient si une nouvelle lune était ajoutée puis soustraite lors d’un événement cataclysmique.

Selon leur théorie, l’orbite de Chrysalis est devenue chaotique il y a 100 à 200 millions d’années, et après avoir frôlé d’autres grosses lunes comme Titan, elle a frôlé Saturne elle-même, voyageant trop près pour survivre à la rencontre.

Chyrsalis aurait dû avoir la taille d’Iapetus, la troisième plus grande lune de Saturne, pour expliquer comment sa destruction et sa perte auraient pu sortir Saturne de la résonance avec Neptune.

« C’est une histoire plutôt bonne, mais comme tout autre résultat, elle devra être examinée par d’autres », dit Wisdom. « Mais il semble que ce satellite perdu n’était qu’une chrysalide, attendant d’avoir son instabilité ».