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Les scientifiques de la NASA savent enfin quelle heure il est sur Saturne, voici comment ?

Saturne avec anneaux

Une vue du vaisseau spatial Cassini de la NASA montre l'hémisphère nord de Saturne en 2016 alors que cette partie de la planète se rapproche de son solstice d'été dans l'hémisphère nord. Une année sur Saturne correspond à 29 années terrestres ; les jours ne durent que 10 h 33 min 38 s, selon une nouvelle analyse des données de Cassini.

Les chercheurs de la Nasa savent enfin quelle heure il est sur Saturne. C'est un mystère de longue date de la science du système solaire et il est clair que la durée du jour est de 10 heures, 33 minutes et 38 secondes. L'agence spatiale a pris tellement de temps parce que la géante gazeuse n'a pas de surface solide avec des points de repère à suivre pendant sa rotation, et elle a un champ magnétique inhabituel qui masque le taux de rotation de la planète.

La réponse au mystère était cachée dans les anneaux de la planète et elle a été découverte par Christopher Malkovich, un étudiant diplômé en astronomie et astrophysique à l'UC Santa Cruz, qui a utilisé les données pour étudier les modèles d'ondes dans les anneaux. Il a également étudié les anneaux glacés et rocheux avec des détails sans précédent sur la planète.

Selon ses travaux, il a déterminé que les anneaux réagissent aux vibrations de la planète elle-même, agissant de la même manière que les sismomètres utilisés pour mesurer les mouvements causés par les tremblements de terre. L'intérieur de Saturne vibre à des fréquences qui provoquent des variations de son champ gravitationnel. Les anneaux, à leur tour, détectent ces mouvements sur le terrain.

"Les particules à travers les anneaux ne peuvent s'empêcher de ressentir ces oscillations dans le champ de gravité", a déclaré Mankovich. "A des endroits spécifiques dans les anneaux, ces oscillations attrapent les particules d'anneaux au bon moment sur leurs orbites pour accumuler progressivement de l'énergie, et cette énergie est emportée sous forme d'onde observable."

La recherche du scientifique a été publiée sur 17 janvier par Astrophysical Journal et décrit avec quelle efficacité il a développé des modèles de la structure interne de Saturne qui correspondraient aux ondes des anneaux. Cela lui a permis de suivre les mouvements de l'intérieur de la planète - et donc sa rotation. Le taux de rotation de 10:33:38 que l'analyse a donné est plus rapide de plusieurs minutes que les estimations précédentes de 1981, qui étaient basées sur les signaux radio du vaisseau spatial Voyager de la NASA. Les données d'analyse par le Voyager de la NASA dépendaient totalement des informations sur le champ magnétique.

Les scientifiques de la NASA s'appuient généralement sur le champ magnétique pour mesurer les taux de rotation des planètes. L'axe magnétique de Jupiter, comme celui de la Terre, n'est pas aligné avec son axe de rotation. Ainsi, il oscille lorsque la planète tourne, permettant aux scientifiques de mesurer un signal périodique dans les ondes radio pour obtenir le taux de rotation, cependant, le champ magnétique de Saturne est totalement aligné avec son axe de rotation et donc les anneaux sont la clé pour se concentrer sur la longueur de journée. Les scientifiques de Saturne sont ravis d'avoir la meilleure réponse à ce jour à une question aussi centrale sur la planète.

« Les chercheurs ont utilisé des ondes dans les anneaux pour scruter l'intérieur de Saturne, et ont fait ressortir cette caractéristique fondamentale de la planète tant recherchée. Et c'est un résultat vraiment solide », a déclaré Linda Spilker, scientifique du projet Cassini. "Les anneaux détenaient la réponse."

L'idée que les anneaux de Saturne pourraient être utilisés pour étudier la sismologie de la planète a été suggérée pour la première fois en 1982, bien avant que les observations nécessaires ne soient possibles.

Le co-auteur Mark Marley, maintenant au centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley en Californie, a ensuite développé l'idée de sa thèse de doctorat en 1990. En plus de montrer comment les calculs pourraient être effectués, il a prédit où se trouveraient les signatures dans les anneaux de Saturne. Il a également noté que la mission Cassini, alors au stade de la planification, serait en mesure de faire les observations nécessaires pour tester l'idée.

"Deux décennies plus tard, dans les dernières années de la mission Cassini, les scientifiques ont analysé les données de la mission et trouvé des caractéristiques annulaires aux emplacements des prédictions de Mark", a déclaré le co-auteur Jonathan Fortney, professeur d'astronomie et d'astrophysique à l'UC Santa Cruz et membre de l'équipe de Cassini. "Ce travail en cours vise à tirer le meilleur parti de ces observations."

La mission de Cassini s'est terminée en septembre 2017 lorsque, à court de carburant, le vaisseau spatial a été délibérément plongé dans l'atmosphère de Saturne par l'équipe de la mission, qui voulait éviter de s'écraser sur les lunes de la planète.

Source de l'image en vedette : NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

La source: NASA

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