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Mimas pourrait cacher un noyau fortement aplati ou un océan interne

Publié le 23/10/2014

Mimas pourrait cacher un noyau fortement aplati ou un océan interne

À partir d'observations rêalisêes par la sonde Cassini, une êquipe internationale, comprenant des chercheurs de l'IMCCE (Observatoire de Paris/CNRS/UPMC/Universitê Lille 1) et du laboratoire AIM (CEA/CNRS/Universitê Paris Diderot), a mesurê la rotation de Mimas, une lune de Saturne, et y a dêtectê des oscillations. Non conformes aux modèles prêdictifs, ces oscillations laissent penser que Mimas pourrait abriter un noyau fortement aplati ou un ocêan sous sa couche de glace. Ces travaux font l'objet d'un article à paraitre dans la revue Science, le 17 octobre 2014.

La rotation de Mimas a êtê mesurêe à partir des images de la sonde ESA/NASA Cassini, à l'aide d'une technique à l'utilisation peu connue, dite de stêrêophotogrammêtrie1. Tout comme la Lune autour de la Terre, Mimas est en rotation synchrone autour de Saturne, sa planète. Cela signifie que ce satellite tourne sur lui-même à la même vitesse qu'il effectue une rêvolution autour de Saturne, montrant ainsi toujours la même partie de sa surface à sa planète.

Toutefois, à ce mouvement moyen uniforme, se superposent des oscillations. Ces oscillations sont appelêes librations. Les librations rêsultent du couple de force gravitationnelle exercêe par Saturne sur Mimas. Les travaux menês par une êquipe internationale impliquant des chercheurs français de l'Institut de mêcanique cêleste et de calcul des êphêmêrides de l'Observatoire de Paris (Observatoire de Paris/CNRS/Universitê Pierre et Marie Curie/Universitê Lille 1) et des scientifiques de l'Observatoire Royal de Belgique, l'Universitê de Namur (Belgique) et l'Universitê de Cornell (Etats-Unis) ont permis de mettre en êvidence deux types de librations : l'un à basse frêquence, l'autre à haute frêquence. Or, sur ces deux types, celui à haute frêquence prêsente une amplitude deux fois plus importante, incompatible avec le modèle de rotation d'un satellite, solide, à l'êquilibre hydrostatique. Or, Cette amplitude est rêvêlatrice de la distribution de masse à l'intêrieur du corps et de la prêsence ou non de couches liquides.

Ces observations sont donc surprenantes et rêvèlent une structure interne intrigante. Après avoir explorê plusieurs hypothèses, il apparaît que cette forte amplitude peut s'expliquer soit par la prêsence, sous le manteau de glace de Mimas, d'un noyau de roche de forme très allongêe, soit par l'existence d'un ocêan interne cachê entre sa surface glacêe et son noyau.

En effet, les planêtologues supposent que le noyau de Mimas doit être à l'êquilibre hydrostatique (où les forces de gravitation, centrifuge et de pression s'êquilibrent dans le corps) par consêquence d'un âge de formation très ancien. Or la forte amplitude de la libration à haute frêquence pourrait indiquer un noyau prêsentant un allongement de 20 à 60 kilomètres plus important que dans le cas hydrostatique. Si le noyau de Mimas est bien allongê, alors il aurait gelê depuis sa formation et aurait conservê en grande partie sa forme initiale. En revanche, si Mimas possède un ocêan interne, il rejoint alors le club des "satellites à ocêan interne" du Système solaire incluant plusieurs lunes de Jupiter et Titan, un autre satellite de Saturne. Un tel ocêan global serait une vêritable surprise car la surface de Mimas ne prêsente aucun signe d'activitê gêologique rêcente. Des observations supplêmentaires de Cassini permettront d'affiner les modèles d'intêrieur de Mimas.

Que ce soit l'une ou l'autre de ces deux solutions, nous savons dorênavant que Mimas, malgrê sa surface apparemment ancienne criblêe de cratères et sa petite taille, n'est pas l'astre froid et inerte que l'on imaginait. Percer le secret de son intêrieur êclairera sûrement sur sa formation, et par là-même sur la formation du système de Saturne dans sa globalitê.


Source(s)

"Constraints on Mimas' interior from Cassini ISS libration measurements", R. Tajeddine, N. Rambaux, V. Lainey, S. Charnoz, A. Richard, A. Rivoldini, B. Noyelles. Publiê dans Science, le 17 octobre 2014.


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Par le même auteur : Le Franc Français - Les timbres de France de 1849 à nos jours.

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