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Posté par Redbran le Mardi 22/11/2016 à 12:00
Première mise en évidence de la déformation de Saturne par les effets de marée
En utilisant plusieurs milliers d'images des lunes de Saturne délivrées par la sonde Cassini (NASA/ESA), une équipe internationale menée par un astronome de l'Observatoire de Paris au sein de l'Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (Observatoire de Paris/CNRS/UPMC/Université Lille 1) (1), en collaboration avec des chercheurs du CEA, parvient à mettre en évidence de toutes petites fluctuations du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) gravitationnel de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique,...). Paru dans la revue Icarus, ce résultat d'une extrême finesse émane d'une série de travaux menés par la même équipe sur l'écosystème de Saturne, dont elle renouvelle la vision en profondeur. Portée à l'image par les chercheurs, celle-ci est à découvrir, dès aujourd'hui, avec une animation (L'animation consiste à donner l'illusion du mouvement à l'aide d'une suite d'images. Ces images peuvent être dessinées, peintes, photographiées, numériques, etc.) de 8 minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon, levée sur le terrain. ...) sur la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) dailymotion (Dailymotion est une entreprise française offrant un service d'hébergement, de partage et de visionnage de vidéo en ligne. Dailymotion est le 41e site le plus fréquenté...) de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique équipé de bons instruments permettant d'établir des cartes pour la navigation. Il vient en...).


Légende: Sur la même orbite que Téthys, un des principaux satellites (Satellite peut faire référence à :) de Saturne, gravitent de part et d'autre de lui, à 60°, deux autres satellites plus petits: Télesto et Calypso. Cetteconfiguration particulière des trois corps est la clef (Au sens propre, la clef ou clé (les deux orthographes sont correctes) est un dispositif amovible permettant d'actionner un mécanisme.) qui permet aux chercheurs de mesurer d'infimes variations du champ gravitationnel de Saturne.
Crédit: équipe ISSI-Encelade
Le système de Saturne, d'une extraordinaire complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie...), se compose de 62 satellites recensés à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée...), de forme, de taille et de composition très variées. Depuis 2004, la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela couvre à la...) Cassini (La mission Cassini-Huygens est une mission spatiale automatique réalisée en collaboration par le Jet Propulsion Laboratory (JPL), l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale italienne (ASI). Son objectif est...), en orbite autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter,...) de la planète géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes...), fournit un flot incessant d'images de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) cet environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux...). Après avoir analysé plusieurs milliers d'images fournissant la position précise d'une quinzaine de satellites de Saturne, l'équipe internationale ENCELADE a réussi à quantifier, pour la première fois, les variations infimes du champ gravitationnel de la planète, une conséquence des marées engendrées par chacune de ces lunes.

Les effets de marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux des mers et des océans causé par l'effet...) sont dus à l'attraction différentielle d'un corps céleste exercée sur les différentes portions d'un autre. Le corps subissant ces marées va alors prendre une forme ellipsoïdale, un peu comme celle d'un ballon de rugby. Ce faisant, l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il...) déformé, ici Saturne, voit son champ gravitationnel changer ; il modifie par contrecoup le mouvement de ceux qui l'entourent, ici les satellites de la planète.

Mesurer les infimes fluctuations du champ gravitationnel de Saturne semblait impossible sans un passage proche de la sonde Cassini autour de la planète ou une expérience spatiale dédiée. Le défi a pourtant été relevé par l'équipe ENCELADE.

La méthode est astucieuse: pour pouvoir quantifier ces fluctuations infimes (quelques dizaines de milliardièmes en variation relative), les chercheurs se sont appuyés sur une propriété que détiennent deux des satellites de Saturne: Téthys et Dioné. Chacun présente la particularité d'être encadré en permanence sur leur orbite par deux autres satellites plus petits, à 60°. De par cette position "désaxée", les mouvements des petites lunes sont modifiés par la déformation de Saturne, elle-même générée par les forces de marée exercées par Téthys et Dioné. Aussi infimes soient-ils, ces mouvements sont mesurables car, le système étant à géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le XVIIIe siècle, les figures d'autres types d'espaces...) constante, les effets s'accumulent jusqu'à produire des variations de quelques dizaines de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.) sur dix ans.

Désormais connues, ces variations du champ gravitationnel de Saturne vont permettre de mieux en connaître la structure interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une...). Couplées avec les mesures que réalisera la sonde Cassini lors de sa plongée dans l'atmosphère de Saturne (L’atmosphère de Saturne est, à l'instar des atmosphères des autres géantes gazeuses, composée principalement d'hydrogène et d'hélium.) en septembre 2017, elles permettront de contraindre la nature du noyau central: est-il fait de roches ou sa densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à...) est-elle beaucoup plus faible ?

Appliquée aux prochaines données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) observationnelles, cette méthode inventive ouvre des perspectives réelles sur une bien meilleure caractérisation de la structure interne de Saturne.

De ces nouvelles connaissances découlent des modélisations qui renouvellent en profondeur la vision de Saturne et de son environnement, à découvrir dans un film d'animation de huit minutes.

Note:
(1) D'autres chercheurs français sont impliqués, au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du...) du Laboratoire de planétologie (La planétologie est la science de l'étude des planètes. La discipline recouvre de nombreuses branches de la science ; son domaine d'étude s'étend des grains microscopiques jusqu'aux planètes géantes gazeuses.) et géodynamique de Nantes
(CNRS/Université de Nantes/Université d'Angers), du Laboratoire Lagrange (CNRS/OCA/Université Nice Sophia
Antipolis), du laboratoire Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude...), interprétation, modélisation (CNRS/Université Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de...) Diderot/CEA), du
Laboratoire Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) et théories (Observatoire de Paris/CNRS/Université Paris Diderot) et du laboratoire Systèmes de
référence temps-espace (Observatoire de Paris/CNRS/UPMC).


Référence:
Ces travaux de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) font l'objet d'un article paru dans la revue Icarus, sous le titre "New constraints on Saturn's interior from Cassini astrometric data", le 31 août 2016 (online version). http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2016.07.014

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Source: CNRS
 
Lundi 23 Octobre 2017 à 12:00:17 - Physique - 0 commentaire
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