Plusieurs aspects de Saturne et de son célèbre système d’anneaux défient toute explication. Premièrement, l’obliquité de Saturne (l’angle entre son axe de rotation et son axe orbital) a une valeur relativement élevée de 26,7 degrés. L’obliquité élevée de Saturne ne peut pas être expliquée par sa formation à partir d’un impact important ou d’une accrétion de disque protoplanétaire. Deuxièmement, le système d’anneaux de Saturne a été daté à 100 millions d’années d’après l’imagerie. Les mécanismes plausibles pour expliquer ce jeune âge font défaut. La vitesse à laquelle l’axe de rotation (de rotation) de Saturne tourne dans le plan vertical, également appelée fréquence de précession, est similaire à celle de Neptune, un résultat cohérent avec l’idée que l’obliquité de Saturne résulte de la résonance avec Neptune.
Il existe deux scénarios dans lesquels la fréquence de précession de Saturne pourrait être en résonance avec Neptune : la fréquence de précession de l’orbite de Neptune changeant pendant la formation de Saturne ou le mouvement rapide du plus grand satellite de Saturne, Titan. Pour comparer ces deux hypothèses, Jack Wisdom et ses collègues du Massachusetts Institute of Technology ont utilisé les données de Cassini pour étudier le moment d’inertie de Saturne, une quantité indiquant à quel point une planète résistera aux changements de sa rotation. Les tentatives précédentes pour déterminer cette quantité ont été jugées peu concluantes en raison des fortes incertitudes liées à la résonance.
Pour comprendre le moment d’inertie de Saturne à l’aide des données de champ de gravité externe de Cassini, Wisdom et ses collègues ont construit des modèles intérieurs et des simulations numériques du système satellitaire de Saturne. Ces modèles comprenaient des paramètres tels que le moment angulaire normalisé, le produit du moment d’inertie et du taux de rotation, et les propriétés physiques de Saturne. Les résultats montrent que le moment d’inertie de Saturne est en dehors de la plage requise pour la résonance, ce qui a conduit les chercheurs à conclure que Saturne avait autrefois un satellite supplémentaire instable, qu’ils ont nommé Chrysalis. Grâce à ses interactions avec Titan, Chrysalis a fait augmenter l’obliquité de Saturne via la résonance de Neptune. La déstabilisation éventuelle de Chrysalis il y a 100 millions d’années a placé les débris de sa rupture à proximité de Saturne, permettant la formation d’anneaux. LIRE LA SUITE
