On sait pourquoi Jupiter n’a quasiment pas d’anneaux !

C’est à l’astronome, mathématicien et physicien hollandais Christian Huygens (1629-1695) que l’on doit la découverte des anneaux de Saturne en 1655. À vrai dire, on les observait bien dans des lunettes astronomiques depuis Galilée mais personne ne disposait jusqu’à Huygens d’observations claires mettant en évidence leur nature et c’est lui également qui va tirer de son interprétation de l’existence d’anneaux autour de Saturne une prédiction qui sera vérifiée et qui convaincra ses collègues : l’observation par la tranche de ces anneaux en 1671.

Jusqu’aux années 1970, seuls les anneaux de Saturne étaient connus mais, en 1979, la sonde Voyager 1 va révéler les anneaux de Jupiter. En 1989, la sonde Voyager 2 permettra de photographier pour la première fois les anneaux de Neptune dont l’existence avait été démontrée en 1984 grâce au programme d’observation d’occultation d’étoiles proposé par André Brahic et ses collègues, Bruno Sicardy et Françoise Roques de l’Observatoire de Paris-Meudon, et réalisé par Patrice Bouchet, Reinhold Häfner et Jean Manfroid à l’Observatoire de La Silla (ESO).

En fait, des anneaux autour d’Uranus avait déjà été découverts par hasard le 10 mars 1977 par James L. Elliot, Edward W. Dunham et Douglas J. Mink à partir d’observations menées à l’aide du Gerard P. Kuiper Airborne Observatory (KAO ; en français « Observatoire aéroporté Gerard P. Kuiper ») qui était un projet de la Nasa pour développer la recherche en astronomie infrarouge.

Des anneaux joviens ténus continuellement alimentés en poussières

Mais revenons aux anneaux de Jupiter. Le système d’anneaux jovien est ténu et principalement composé de poussières et pas de glaces contrairement à celui de Saturne et ces raisons expliquent pourquoi on a mis autant de temps à le détecter. Il est divisé en plusieurs anneaux : le halo, l’anneau principal et les anneaux de Gossamer. On a fait notamment son étude à l’aide du télescope Hubble et des sondes Galileo et Juno.

On ne connait pas encore l’origine des anneaux de Saturne, ni de quand ils datent. C’est un sujet de recherche ouvert, et symétriquement, on se posait la question de savoir pourquoi Jupiter, qui est un peu plus massive et grande que Saturne, ne possède pas un système d’anneaux comparable. Deux astronomes de l’UC Riverside aux USA ont déposé sur arXiv un article dans lequel ils proposent une réponse à cette énigme.

Dans un communiqué de l’Université, l’un des auteurs de l’article, Stephen Kane, explique que « cela [l]’a longtemps dérangé que Jupiter n’ait pas d’anneaux encore plus étonnants qui feraient honte à Saturne. Si Jupiter les avait, ils nous apparaîtraient encore plus brillants, car la planète est tellement plus proche que Saturne ». Cela a conduit le chercheur à se demander si Jupiter n’aurait pas eu des anneaux dans le passé, anneaux qui auraient disparu en raison d’instabilité bien propre à la mécanique céleste avec ses perturbations gravitationnelles, ses forces de marée et ses résonances gravitationnelles.

Les ordinateurs modernes et les raffinements des simulations des conséquences des lois de l’astrophysique qu’ils permettent ont donc été mis à profit par Stephen Kane et son thésard Zhexing Li pour en avoir le cœur net. Les deux hommes ont donc cherché les effets qu’auraient exercés les quatre lunes principales de Jupiter, Io, Europe, Ganymède et Callisto sur des anneaux autour de Jupiter.

Les résultats n’ont pas tardé à arriver, comme l’explique là encore Kane dans un communiqué : « Nous avons découvert que les lunes galiléennes de Jupiter, dont l’une est la plus grande lune de notre système solaire, détruiraient très rapidement tous les grands anneaux qui pourraient se former ».

Les anneaux de Jupiter que l’on connait sont donc pour cette raison très peu massifs et l’on pense qu’ils sont régulièrement alimentés en poussières par des collisions de micrométéorites sur d’autres lunes de Jupiter, plus petites, comme Thebe, Amalthea et surtout Adrastea et Métis.