Des astronomes résolvent le mystère de la crête autour de Japet

La lune de Saturne Japet est l'un des objets les plus mystérieux du système solaire. Elle est assez grande, la 11e plus grande lune du système solaire, et composée principalement de glace.

Mais Japet est une énigme. La moitié de la lune est de couleur sombre et l'autre moitié claire, sans nuances de gris. Il est bombé autour de son équateur, comme s'il tournait rapidement. Mais il tourne en fait assez lentement, une fois tous les 79 jours terrestres. Le plus déroutant de tous est une crête qui s'étend presque à mi-chemin autour de son équateur (voir l'image ci-dessus).

Aujourd'hui Japet livre lentement ses secrets. Les géologues planétaires ont récemment résolu le casse-tête de son apparence bicolore. Il s'avère que la substance sombre est le résidu chimique laissé lorsque la glace d'eau se sublime.

L'idée est qu'il y a environ un milliard d'années, un côté de Japet a commencé à se sublimer un peu plus rapidement que l'autre, laissant un résidu sombre. La glace s'est ensuite condensée de l'autre côté de la lune, la rendant plus légère. Le côté le plus sombre a ensuite absorbé plus de lumière solaire, la rendant plus chaude et augmentant le taux de sublimation dans un cycle de rétroaction positive.

C'est ce cycle qui a laissé la lune dans son état bicolore actuel.

Aujourd'hui, Harold Levison et ses amis du Southwest Research Institute de Boulder, Colorado, ont trouvé une explication pour les deux autres caractéristiques déroutantes : le renflement et la crête de Iapetus.

Leur théorie est qu'au début de son histoire, Japet a tourné très rapidement, probablement au rythme d'une fois toutes les 16 heures environ. Cela l'a fait bomber autour de son équateur.

À ce moment-là, il a été touché par une autre grosse lune, qui a catapulté un énorme volume d'éjecta en orbite (un peu comme la collision qui a formé notre Lune). Cette masse de gravats en orbite a ensuite été victime de deux processus distincts.

Pour comprendre ces forces, nous avons d'abord besoin d'un peu de contexte sur la dynamique orbitale. Les astronomes savent depuis longtemps qu'il existe une distance particulière de tout objet gravitationnel au-delà de laquelle les décombres peuvent se condenser pour former un corps solide. C'est ce qu'on appelle le rayon de Roche. Cependant, tout ce qui est plus proche est déchiré par les forces de marée et ne se condense donc jamais.

Levison et ses collègues disent que les éjectas autour de Japet ont dû s'étendre sur le rayon de Roche. La substance au-delà de cette limite s'est condensée pour former une nouvelle lune, qui s'est progressivement éloignée de Japet. C'est cette perte de son propre satellite qui a ralenti la rotation de Japet au rythme calme que nous voyons aujourd'hui. Cependant, son corps gelé a conservé la forme du renflement d'origine.

Mais les éjectas à l'intérieur du rayon de Roche n'ont pas pu former un corps solide et ont donc dû former un anneau autour de Japet à la place. Levison et ses collègues pensent que cet anneau était instable et a dû se refermer lentement sur la lune.

Ainsi, la crête équatoriale que nous voyons aujourd'hui est constituée des restes de cet anneau qui se sont déposés sur la surface de la lune.

Ça a l'air d'être une chouette idée. Il explique au moins deux des grands mystères de Japet. Et ce n'est pas mal pour une seule théorie.

Réf : arxiv.org/abs/1105.1685 : Formation de crête et désorientation de Japet via un satellite généré par impact

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