Les anneaux de Saturne s’étendent jusqu’à une distance de 282 000 km de la planète, mais ils font seulement 10 m de haut. Image: NASA/JPL-CALTECH/SSIA
Qu’ils soient poussiéreux, colorés ou de glace, les anneaux des planètes subjuguent l’humain depuis des siècles. Et bien que la recherche ait permis de percer certains de leurs secrets, d’impénétrables mystères les entourent toujours.
En 2017, des astronomes ont découvert un anneau autour de la planète naine Hauméa. L’anneau mesure environ 70 km de large et se trouve à 2287 km de l’astre (vue d’artiste). Image: Wikimedia Commons/Kevin Gill
Sitôt les mots anneau et planète prononcés, la majestueuse image de Saturne s’impose à l’esprit. Et pourtant, cette planète est loin d’être le seul astre du système solaire à être auréolé. Jupiter, Neptune et Uranus ont elles aussi des cerceaux, certes plus discrets et difficiles à observer de la Terre. Et il y a aussi ceux, soupçonnés ou avérés, d’objets célestes, dont l’anneau de la planète naine Hauméa, découvert par une équipe internationale de chercheurs dont Bruno Sicardy, astrophysicien à l’Observatoire de Paris, fait partie.
Ce professeur de Sorbonne Université a aussi découvert les anneaux de l’astéroïde Chariklo en 2013. « Nous nous sommes dit qu’il devait y en avoir beaucoup d’autres dans le système solaire. Cela nous a motivés à poursuivre nos recherches », raconte le chercheur, qui a contribué à révéler les anneaux de Neptune en 1984.
Et il a vu juste. Tout récemment, Bruno Sicardy et ses collègues ont mis au jour des anneaux autour de Quaoar, un objet massif de la ceinture de Kuiper qui pourrait être une planète naine.
Ce type de découverte se fait en « constatant de brèves disparitions des étoiles lorsqu’elles passent proches de l’astre observé, ce qui laisse penser qu’elles se trouvent alors derrière un anneau, explique Bruno Sicardy. Si l’on multiplie ces observations, on arrive à reconstituer la largeur et la forme de ces anneaux. C’est un peu comme un scan ».
De quoi sont faits les anneaux de Quaoar ? Pour le savoir, il faudra aller voir. C’est d’ailleurs grâce à une visite rapprochée que l’on connaît mieux les attributs de Saturne : la sonde Cassini a tourné 13 ans autour de la planète, accumulant les informations. « On sait maintenant que 95 % des particules qui composent les anneaux de Saturne sont de la glace d’eau. Pour les autres planètes, la composition n’est pas claire. Ils sont beaucoup plus sombres et poussiéreux que ceux de Saturne », souligne le chercheur.
Une vue du télescope spatial Hubble révèle Uranus entourée de ses 4 principaux anneaux (sur un total de 13). Image: NASA/JPL/STSCI
Le nouveau télescope spatial James-Webb, qui étend les possibilités d’observation dans l’infrarouge, pourrait apporter certaines réponses. « Les glaces qui composent les sombres anneaux d’Uranus pourraient être du monoxyde de carbone ou du méthane par exemple, des éléments qui ont des bandes d’absorption dans l’infrarouge et que James-Webb a donc le potentiel de détecter », dit Bruno Sicardy. La NASA prévoit par ailleurs une mission sur Uranus d’ici 2049, mais un groupe de scientifiques a recommandé à l’agence de faire de cette mission une priorité.
Ce type d’exploration permettrait aussi de mieux saisir l’origine des anneaux, selon Nathalie Ouellette, astrophysicienne et chargée des communications pour James-Webb au Canada. « On pense que Saturne n’avait pas d’anneaux lorsqu’elle s’est formée, il y a des milliards d’années. Ses anneaux seraient apparus il y a des centaines de milliers d’années. On aimerait mieux comprendre leur formation », dit-elle.
« C’est mon image préférée de James-Webb, lance l’astrophysicienne Nathalie Ouellette. J’ai toujours eu un faible pour la planète Neptune, car, tout comme sa soeur Uranus, elle a beaucoup été négligée en termes d’exploration robotique. De la voir avec ses anneaux et ses satellites, c’est comme un portrait de famille ! » Image: NASA/ESA/CSA/STSCI
Bruno Sicardy renchérit : « Les anneaux sont des laboratoires naturels dans lesquels peuvent se former des satellites. Leur étude nous renseigne sur le processus d’accrétion, c’est-à-dire sur la façon dont un disque de particules en collision arrive à se transformer en satellite. Ce processus qui permet de créer des satellites peut aussi nous renseigner sur la création de planètes ou d’exoplanètes. »
Plusieurs scientifiques croient même que les anneaux de Saturne pourraient s’agréger en satellites et disparaître dans des milliers d’années, tandis que Mars pourrait acquérir des anneaux par la destruction de sa lune, Phobos. Bien que ces hypothèses soient plausibles, Bruno Sicardy précise que seul l’avenir très (très) lointain pourra les confirmer ou les infirmer. « Ça demeure des hypothèses, car rien n’est jamais certain en science », déclare-t-il.
La preuve : la découverte des anneaux de Quaoar vient jeter un doute sur « la limite de Roche », une distance en deçà de laquelle un satellite commencerait à se disloquer sous l’action des forces d’attraction. « C’est un principe élémentaire utilisé depuis plusieurs siècles en astronomie, indique le chercheur. La règle, en somme, est que tout matériau à l’intérieur de la limite de Roche se brise et devient un anneau. Et tout matériau à l’extérieur de la limite de Roche va s’accréter sous forme de satellite. Or, nous n’observons pas cela avec Quaoar, ce qui démontre que la nature a beaucoup plus d’imagination que nous ! »
N’empêche, les avancées technologiques permettent de toujours mieux comprendre l’Univers. Le télescope James-Webb doit d’ailleurs bientôt transmettre des informations sur Uranus, ses satellites et ses anneaux. Quand ? « Nous ne sommes pas dans le secret des dieux ! se contente de répondre en riant Nathalie Ouellette. Mais nous espérons pouvoir en retirer de belles images ! »
Vue d’artiste en gros plan des anneaux autour de Chariklo, un astéroïde du système solaire. Image: ESO/L.CALÇADA/M.KORNMESSER/NICK RISINGER
