Les lunes intérieures de Saturne ressemblent à des raviolis géants. Des chercheurs bernois ont montré à l'aide de simulations informatiques que cette forme est apparue suite à la collision de deux petites lunes de même taille.

L'astrophysicien bernois Martin Rubin a été étonné la première fois qu'il a vu les images des lunes de Saturne, Pan et Atlas, fournies par la sonde Cassini en avril 2017: avec leur bord plat et leur centre arrondi, les satellites ressemblent à des raviolis géants. Il s'est demandé si ces formes étranges pouvaient être le résultat de collisions.

M. Rubin a alors sollicité l'aide de son collègue Martin Jutzi, qui avait déjà montré au moyen de simulations informatiques que la comète Tchouri avait été formée de cette manière. En collaboration avec Adrien Leleu, M. Jutzi a modélisé le processus de formation de Pan et Atlas.

Ce fut un challenge, car "les conditions près de Saturne sont très spéciales", explique Martin Jutzi, cité lundi dans un communiqué de l'Université de Berne. Saturne a une masse 95 fois plus importante que celle de la Terre. De plus, l'orbite des lunes intérieures se situe à une distance inférieure à la moitié de celle qui sépare la Terre de la Lune. C'est pourquoi les marées y sont très amples et intenses.

Fusions de mini lunes

Une accumulation progressive de matériaux autour d'un centre n'aurait jamais produit ces formes particulières. Des chercheurs avaient donc déjà proposé un modèle de formation alternatif: ces lunes se seraient formées suite à une série de fusions de mini lunes.

Les scientifiques de l'Université de Berne sont parvenus à vérifier ce modèle. Ils ont même pu montrer que les collisions de mini lunes produisent précisément les formes qui sont visibles sur les images fournies par la sonde Cassini.

Forme de spätzli

Les collisions quasiment frontales donnent des objets aplatis, en forme de ravioli, tels qu'Atlas ou Pan. Lorsque les télescopages se produisent avec un angle d'incidence plus incliné, ils donnent naissance à des satellites allongés, en forme de spätzli, à l'instar de la lune Promethée, longue de 90 km, qui avait également été immortalisée par la sonde Cassini.

Les petites lunes intérieures proviennent probablement des anneaux de Saturne, un disque mince situé au niveau de l'équateur de la planète. Saturne n'est pas une sphère parfaite, mais est quelque peu aplatie, ce qui rend la tâche compliquée aux objets qui souhaiteraient quitter cette surface étroite. Les collisions frontales sont donc fréquentes et l'angle d'incidence réduit lors d'impacts ultérieurs.

Bien que les chercheurs se soient avant tout penchés sur les petites lunes intérieures, ils ont aussi trouvé une possible explication à une énigme qui entoure la troisième plus grosse lune de Saturne, Japet, écrivent-ils dans la revue Nature Astronomy.

Cette dernière a une forme aplatie et abrite une chaîne de montagnes hautes et étroites à son équateur. "Selon nos simulations, ces caractéristiques pourraient être le résultat de la fusion de deux lunes de taille similaire, qui sont entrées en collision presque frontalement, comme les petites lunes", résument les chercheurs.

https://youtu.be/SIy-d9gDrrU

ats