Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Le poste a contribué l’article à Expert Voices: Op-Ed & Insights de Space.com.

Maggie Lieu, chercheuse, Faculté de physique et d’astronomie, Université de Nottingham

De quoi sont faits les anneaux autour des planètes ? – Vihan, cinq ans, Chennai, Inde

Beaucoup d’entre nous connaissent les images de la planète Saturne et de son anneau unique. En fait, Saturne n’a pas un seul anneau ; Si vous regardez à travers un télescope, vous verrez que Saturne a en fait au moins huit anneaux. C’est ce qu’on appelle le système d’anneaux.

Saturne n’est pas la seule planète avec des anneaux. Jupiter, Neptune et Uranus ont également des systèmes d’anneaux, mais leurs anneaux sont plus petits, plus sombres et plus difficiles à voir.

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Ces anneaux sont constitués de milliards de minuscules particules qui orbitent près de votre planète. Cependant, la composition de ces particules peut varier d’une planète à l’autre. Même les anneaux d’un même système d’anneaux peuvent être constitués de différentes choses.

Les ondes radio

On peut commencer à se faire une idée de la composition de ces particules en calculant leur taille et leur poids. Une façon de le faire est d’utiliser une technique appelée dissimulation radio.

Les objets dans l’espace avec des champs magnétiques changeants, tels que les planètes ou même les satellites spatiaux, produisent des ondes radio. Lorsqu’ils traversent les anneaux autour des planètes, ces signaux radio sont affectés de différentes manières par les particules dans l’anneau, en fonction de la taille des particules et de leur poids. Si les signaux radio montrent que les particules sont lourdes, elles peuvent être constituées d’un matériau tel que le fer. Les particules plus légères peuvent être constituées d’un matériau moins dense, tel que l’aluminium.

Nous pouvons également mesurer le degré de réflexion des particules pour aider à déterminer de quoi elles sont faites et dans quel état elles se trouvent, par exemple si elles sont liquides ou solides. L’eau peut se présenter sous différents états : elle peut être liquide, mais elle peut aussi être solide comme la glace ou la neige. La glace est plus réfléchissante que l’eau et la neige est extrêmement réfléchissante, plus que la glace ou l’eau. Grâce à de telles mesures, nous savons que les particules de l’anneau de Saturne sont principalement constituées de glace d’eau.

L'ombre couvre l'hémisphère sud de Saturne alors que le soleil brille à travers ses anneaux dans cette image prise par le vaisseau spatial Cassini en orbite.  L'image a été prise à la lumière rouge avec la caméra grand angle du vaisseau spatial le 19 mars 2016.

(Crédit image : NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

Le système d’anneaux de Jupiter est composé de fines particules de poussière, mais ce ne sont pas des particules d’eau glacée comme Saturne. Au lieu de cela, les particules sont probablement rocheuses, composées de matériaux similaires aux astéroïdes et aux lunes rocheuses.

Bien qu’on ne sache toujours pas de quoi sont faits les anneaux d’Uranus, ils sont sombres et peu réfléchissants. Cela suggère qu’ils ne sont pas fabriqués à partir d’eau glacée. Au lieu de cela, il peut s’agir de particules de poussière constituées de carbone ou contenant du carbone comme le charbon de bois.

Les anneaux de Neptune sont encore plus sombres que ceux d’Uranus, et la densité suggère qu’ils sont faits de poussière encore plus fine. Il s’agit probablement d’une sorte de carbone ou d’une source de carbone comme la glace de méthane.

Voyant de mesure

Pour obtenir des informations plus détaillées sur la composition des anneaux, les scientifiques examinent la lumière émise par les particules. Pour ce faire, nous divisons la lumière en arc-en-ciel, tout comme les gouttes de pluie divisent la lumière du soleil en arc-en-ciel. Cet arc-en-ciel est appelé spectre et il peut nous donner des informations détaillées sur la couleur des particules et leur composition. À l’heure actuelle, Saturne est la seule planète pour laquelle nous avons des spectres à haute résolution qui peuvent nous renseigner sur ses anneaux.

La mesure des spectres des particules de l’anneau de Saturne nous montre qu’en plus de la glace d’eau, elles contiennent également du fer et des matières organiques appelées tholins, ce qui leur donne une légère couleur rouge. Certaines de ces particules peuvent être aussi petites qu’un grain de sable, mais d’autres sont aussi grosses qu’un bus à impériale.

Un nouveau télescope, appelé le télescope spatial James Webb, nous aidera bientôt à examiner de plus près ces systèmes d’anneaux et à mesurer leurs spectres pour en savoir plus sur leur composition exacte. Il est possible qu’avec ce nouveau télescope, nous trouvions même des anneaux autour des lunes, pas seulement des planètes.

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Cet article a été republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article original.

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