Les anneaux autour d’Uranus mystifient les astronomes depuis près d’un demi-siècle. Aujourd’hui, grâce à une combinaison d’observations télescopiques au sol et dans l’espace, les scientifiques pensent avoir déterminé l’origine de deux de ces anneaux.
Un anneau teinté de bleu, nommé Mu, semble être constitué d'éclats de glace tombés d'une lune proche par des impacts de micrométéorites, rapportent des chercheurs dans le rapport d'avril. Journal de recherche géophysique : Planètes. À l’inverse, Nu, un anneau rougeâtre, est composé de particules rocheuses provenant probablement de la même manière d’une ou de plusieurs lunes rocheuses invisibles.
Les systèmes d'anneaux – comme ceux autour de Jupiter, Saturne et Neptune – peuvent se former de multiples façons, notamment à la suite de collisions lune-lune ou à partir d'une lune déchirée par la gravité de la planète. Mais pour Uranus, il semble que « les impacts ont joué un rôle énorme, et jouent toujours un rôle », explique Imke de Pater, astronome à l'Université de Californie à Berkeley.
Situé à 19 fois la distance du Soleil par rapport à la Terre, Uranus est extrêmement difficile à espionner. À ce jour, un seul vaisseau spatial l'a survolée : Voyager 2, en 1986. On ne sait pas grand-chose avec certitude sur la planète, mais les astronomes savent qu'elle est glaciale, gazeuse, orbitée par au moins 28 lunes et entourée de 13 anneaux pâles, dont certains ont été repérés pour la première fois en 1977.
Les anneaux les plus extérieurs, Mu et Nu – translittérations des lettres grecques μ et ν – sont une bizarrerie. Bien qu’ils soient adjacents, ils semblent très différents. « C'est typique d'Uranus de pimenter les choses », explique James O'Donoghue, astronome à l'Université de Reading en Angleterre, qui n'a pas participé à l'étude.
Des observations antérieures avec l'observatoire WM Keck à Hawaï et le télescope spatial Hubble suggéraient que l'anneau Mu était bleu, ce qui signifie qu'il était composé de très petites particules, tandis que Nu était de couleur rouge, suggérant qu'il était poussiéreux – les deux inférences étant basées sur la façon dont la lumière du soleil se disperse.
Pour la nouvelle étude, de Pater et ses collègues ont utilisé une combinaison d’observations de Mu et Nu par les télescopes spatiaux Keck, Hubble et James Webb pour tenter de comprendre la raison de leurs apparitions disparates. JWST, qui a observé Uranus périodiquement de 2023 à 2025, a pu percevoir les anneaux avec une résolution remarquablement élevée. Et en observant les anneaux dans l’infrarouge, l’équipe a pu déterminer la taille, la distribution et la composition des particules annulaires.
L'anneau bleu Mu a la signature spectrale de la glace d'eau. La source la plus probable de Mu, suggèrent les chercheurs, est une lune nommée Mab, un orbe gelide d'au plus 12 kilomètres de large encastré dans l'anneau lui-même.
Saturne possède également un anneau bleu : l'anneau E, constamment alimenté par les geysers jaillissant de la coquille glacée de la lune Encelade. Mab, cependant, est beaucoup trop petit pour avoir une source de chaleur interne alimentant des geysers similaires. Au lieu de cela, « les impacts de micrométéorites sur Mab pourraient produire cet anneau », explique de Pater. Des éclats de glace s'envolant de la Lune pourraient se retrouver en orbite autour d'Uranus.
Le diminutif Mab pourrait lui-même être la création d’un événement d’impact. « C'est peut-être un morceau de Miranda », dit de Pater, faisant référence à une grande lune glacée en orbite plus loin d'Uranus que de Mab.
La bague Nu aux teintes rouges est composée de confettis rocheux et de matière organique. La poussière s'échappe rapidement dans l'espace, Nu nécessite donc un réapprovisionnement constant. Les chercheurs postulent qu’un tel flux incessant de poussière pourrait provenir d’impacts réguliers de météorites sur une ou plusieurs lunes rocheuses encore inconnues à proximité. Ces lunes peuvent être incroyablement difficiles à repérer depuis la Terre, mais au moins les astronomes savent où les chercher.
« Ce serait vraiment cool de découvrir une lune depuis l'anneau de poussière », dit O'Donoghue, car aucune lune n'a été trouvée de cette façon auparavant.
Les cercles les plus extérieurs de la planète ne sont pas encore entièrement observables. Mu, par exemple, semble s'éclaircir et s'atténuer avec le temps, et on ne sait pas du tout pourquoi. Même avec les yeux perçants de JWST, Uranus continuera probablement à faire tourner ses anneaux autour des astronomes dans un avenir prévisible.