Saturne n'a jamais changé de rotation. Pendant des décennies, des mesures donnaient l'impression que la planète accélérait et ralentissait, une impossibilité physique pour une géante gazeuse. Aujourd'hui, des astronomes britanniques affirment avoir enfin prouvé que le taux de rotation n'a jamais changé. Le coupable était l'aurore de Saturne elle-même, chauffant activement l'atmosphère et créant des vents qui ont trompé tous les instruments ayant tenté de mesurer la rotation de la planète.
L'aurore qui a simulé la rotation d'une planète
Le mystère a vraiment commencé après l'arrivée de la sonde Cassini de la NASA à Saturne en 2004. Les données de la mission montraient que le taux de rotation de Saturne semblait changer progressivement au fil du temps. Cela n'avait aucun sens. Les planètes ne modifient pas leur rotation sur de courtes échelles de temps. Les scientifiques se sont retrouvés face à une énigme qui a résisté à toute explication pendant plus de deux décennies.
En 2021, une équipe dirigée par le professeur Tom Stallard de l'Université de Northumbria a proposé que les mesures étaient trompeuses. Ils ont soutenu que la rotation de Saturne ne changeait pas réellement. Au lieu de cela, les signaux électriques liés à l'aurore de la planète étaient déformés par des vents dans la haute atmosphère. Ces vents généraient des courants électriques qui modifiaient le signal auroral utilisé par les scientifiques pour estimer la rotation de la planète. Mais cette explication laissait une question clé sans réponse : qu'est-ce qui provoquait ces vents en premier lieu ?
Webb voit la chaleur qui alimente le cycle
Pour trouver la réponse, Stallard et ses collègues d'institutions du Royaume-Uni et des États-Unis se sont tournés vers le télescope spatial James Webb. L'équipe a observé la région aurorale nord de Saturne en continu pendant une journée saturnienne entière. Les instruments infrarouges de Webb leur ont permis de se concentrer sur la lumière émise par une molécule appelée cation trihydrogène, qui se forme dans la haute atmosphère de Saturne et agit comme un thermomètre naturel.
Les cartes obtenues étaient les plus détaillées jamais produites des températures et des densités de particules chargées à l'intérieur de la région aurorale de Saturne. Les mesures antérieures comportaient des incertitudes d'environ 50 degrés Celsius. Les observations de Webb ont considérablement réduit cette marge, révélant un schéma clair et inattendu. L'aurore chauffait activement l'atmosphère, créant des différences de température qui généraient des vents puissants. Ces vents produisaient ensuite des courants électriques, qui à leur tour alimentaient l'aurore dans un cycle auto-entretenu.
Un cycle auto-entretenu qui a trompé la science
La nouvelle étude, publiée dans le Journal of Geophysical Research: Space Physics, montre que ce cycle est ce qui a fait paraître Saturne changer de taux de rotation. Les vents générés par l'aurore modifient les signaux électriques que les scientifiques utilisent pour mesurer la rotation de la planète. Selon l'endroit et la manière dont ces signaux sont détectés, Saturne peut sembler tourner plus vite ou plus lentement qu'elle ne le fait réellement. La planète elle-même n'a jamais changé. Seul le signal a changé.
Pour les chercheurs qui ont passé des années à essayer d'expliquer l'impossible, cette découverte clôt un chapitre long et frustrant. Le taux de rotation de Saturne est stable. L'aurore était le piège depuis le début.
