Pan : une soucoupe volante dans les anneaux de Saturne

Pan vu sous deux angles différents par la sonde Cassini le 7 mars 2017. © Nasa/JPL
Il est rare dans l’exploration du Système solaire que la première vue détaillée d’un corps ait un tel impact visuel. Avec ses airs de soucoupe volante, Pan, le petit satellite de Saturne, ne ressemble à rien de connu… ou presque.

La sonde Cassini avait déjà photographié un satellite de Saturne à la forme étrange. C’était en 2007 et il s’agissait d’Atlas, un petit corps irrégulier dont la plus grande longueur ne dépasse pas 37 km. Il semblait entouré d’une sorte de bourrelet lui donnant vaguement l’aspect d’une soucoupe volante.

Ci-dessus : le satellite Atlas vu sous deux angles différents en 2007. © JPL/Nasa/SSI​

Cette fois, Cassini s’est approchée de Pan, un corps de taille comparable, qui présente la particularité de graviter à l’intérieur des anneaux de Saturne, dans un vide appelé “division d’Encke”. Et les photos, prises le 7 mars 2017, sont encore plus étonnantes : Pan est un corps rocheux sur lequel un anneau semble avoir été littéralement collé !
 

Survol de Pan par la sonde Cassini. © Nasa/JPL-Caltech/Space Science Institute/K. Walbolt/S. Samochina

Des corps sans analogue dans le Système solaire

Certains astéroïdes doubles comme 1999 KW4 présentent un tel bourrelet au niveau de l’équateur, en raison de leur rotation rapide. Mais les satellites Pan et Atlas tournent sur eux-mêmes en 14 heures environ. Il faudrait une période plus courte, de seulement 5 heures, pour que la force centrifuge entraîne un tel excès de matière à l’équateur.

En fait, ce n’est pas un hasard si Pan et Atlas n’ont pas d’analogue connu dans le Système solaire. Leur histoire est liée à une structure elle aussi unique dans notre système planétaire : les anneaux de Saturne. Atlas navigue entre l’anneau principal (anneau A) et un fin anneau externe (anneau F). Pan, quant à lui, se niche dans la division d’Encke, située dans l’anneau A.

Le vestige d’une comète désagrégée par Saturne ?

Dès les premières images détaillées d’Atlas en 2007, l’astrophysicien Sébastien Charnoz et le regretté André Brahic ont proposé que les anneaux se soient formés par l’éclatement d’une comète sous l’effet des forces de marée de Saturne. Pan et Atlas seraient les plus gros morceaux résiduels de l’infortunée voyageuse. Leur taille était de l’ordre de 20 km à l’origine.

Avant que les anneaux s’affinent définitivement, Pan et Atlas ont accrété de la matière et pris de l’embonpoint. À mesure que l’anneau s’est aminci, le processus s’est poursuivi, et la matière s’est déposée principalement au niveau de l’équateur de ces satellites, formant ainsi les fameux bourrelets. Il s’agit donc d’un conglomérat de corps d’une taille comprise entre le millimètre et le mètre. L’aspect très lisse de ce bourrelet montre qu’il s’agit d’une surface récente ; sinon, elle présenterait des cratères.

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