Un doctorant de l’université de Lancaster a mesuré la profondeur optique des anneaux de Saturne à l’aide d’une nouvelle méthode basée sur la quantité de lumière solaire atteignant la sonde Cassini lorsqu’elle se trouvait dans l’ombre des anneaux.
La profondeur optique est liée à la transparence d’un objet et indique la distance que la lumière peut parcourir à travers cet objet avant d’être absorbée ou dispersée.
Les recherches, menées par l’université de Lancaster en collaboration avec l’Institut suédois de physique spatiale, sont publiées dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
La sonde Cassini de la NASA-ESA a été lancée en 1997 et a atteint Saturne en 2004, réalisant l’étude la plus complète de la planète et de ses lunes à ce jour. La mission s’est achevée en 2017 lorsque Cassini a plongé dans l’atmosphère saturnienne, après avoir effectué 22 plongées entre la planète et ses anneaux.
George Xystouris, doctorant à l’université de Lancaster, sous la supervision de Chris Arridge, a analysé les données historiques de la sonde Langmuir à bord de Cassini, un instrument qui mesurait le plasma froid, c’est-à-dire les ions et les électrons de faible énergie, dans la magnétosphère de Saturne.
Pour leur étude, ils se sont concentrés sur les éclipses solaires de la sonde, c’est-à-dire sur les périodes où Cassini se trouvait dans l’ombre de Saturne ou des anneaux principaux. Lors de chaque éclipse, la sonde Langmuir a enregistré des changements spectaculaires dans les données.
George a déclaré : « Comme la sonde est métallique, chaque fois qu’elle est éclairée par le soleil, la lumière du soleil peut lui donner suffisamment d’énergie pour libérer des électrons. Il s’agit de l’effet photoélectrique, et les électrons libérés sont appelés « photoélectrons ». Ils peuvent toutefois poser des problèmes, car ils ont les mêmes propriétés que les électrons du plasma froid autour de Saturne et il n’y a pas de moyen facile de séparer les deux.
« En nous concentrant sur les variations des données, nous avons réalisé qu’elles étaient liées à la quantité de lumière solaire que chaque anneau laissait passer. Finalement, en utilisant les propriétés du matériau de la sonde de Langmuir et la luminosité du soleil dans le voisinage de Saturne, nous avons réussi à calculer la variation du nombre de photoélectrons pour chaque anneau et à calculer la profondeur optique des anneaux de Saturne.
« Il s’agit d’un résultat nouveau et passionnant ! Nous avons utilisé un instrument qui sert principalement à mesurer le plasma pour mesurer une caractéristique planétaire, ce qui constitue une utilisation unique de la sonde de Langmuir, et nos résultats concordent avec les études qui ont utilisé des imageurs à haute résolution pour mesurer la transparence des anneaux. »
Les anneaux principaux, qui s’étendent jusqu’à 140 000 km de la planète, mais dont l’épaisseur maximale n’est que de 1 km, devraient disparaître de la vue de la Terre d’ici 2025. Cette année-là, les anneaux seront inclinés vers la Terre, ce qui rendra leur observation presque impossible. Ils reviendront vers la Terre au cours de la prochaine phase de l’orbite de Saturne, qui dure 29 ans, et continueront à devenir plus visibles et plus brillants jusqu’en 2032.
Le professeur Mike Edmunds, président de la Royal Astronomical Society, a ajouté : « Il est toujours agréable de voir un étudiant de troisième cycle utiliser les instruments d’une sonde spatiale d’une manière inhabituelle et inventive. Ce type d’innovation est exactement ce dont la recherche astronomique a besoin, et c’est une approche que de nombreux anciens étudiants, qui ont des carrières diverses, appliquent pour aider à résoudre les problèmes du monde ».
Source: Le nouvel ordre mondial, Phys.org, Traduction par Astro Univers