Les satellites de Saturne font basculer son axe

Des chercheurs de l'IMCCE et de l'Université de Pise montrent que la migration orbitale des satellites de Saturne permet d'expliquer l'inclinaison de son axe de rotation. C'est Titan, le plus gros satellite de Saturne, qui aurait été l'élément déclencheur de la bascule de l'axe.

De récentes observations ont permis d'attester que Titan et les autres satellites s'éloignent petit à petit de Saturne beaucoup plus rapidement que ce que les astronomes estimaient jusqu'alors (cf. Actualités IMCCE du 12 juin 2020). En intégrant cette vitesse de migration revue à la hausse dans leurs calculs, les chercheurs ont conclu que ce phénomène agit sur l'inclinaison de l'axe de Saturne : à mesure que ses satellites s'éloignent, la planète s'incline de plus en plus.

L'événement déterminant dans la bascule de Saturne aurait eu lieu relativement récemment. Durant plus de trois milliards d'années après sa formation, Saturne a conservé un axe de rotation faiblement incliné. Ce n'est qu'il y a environ un milliard d'années que la lente action de ses satellites aurait provoqué un phénomène de résonance qui perdure aujourd'hui : en interagissant avec la course de la planète Neptune, l'axe de Saturne a débuté sa longue bascule jusqu'à l'inclinaison de 27° observée aujourd'hui.

Ces résultats remettent en question le scénario établi jusqu'alors. Les astronomes s'accordaient déjà sur l'existence de cette résonance mais ils pensaient qu'elle s'était produite très tôt, il y a plus de quatre milliards d'années, en raison d'une modification dans l'orbite de Neptune. Depuis lors, on pensait l'axe de Saturne stabilisé. En réalité, l'axe de Saturne bascule toujours, et nous n'observons aujourd'hui qu'une étape transitoire de cette évolution.

Le mécanisme impliqué est générique. Il fera probablement basculer aussi Jupiter dans le futur en raison de la migration des satellites galiléens. Une fraction importante d'exoplanètes pourrait également être affectée, ce qui laisse présager une grande variété d'inclinaisons pour leurs axes de rotation.

Références

The large obliquity of Saturn explained by the fast migration of Titan, Nature Astronomy, 18 janvier 2021