Les anneaux les plus éloignés d'Uranus offrent un spectacle étonnant: l'un brille d'un bleu glacé, l'autre d'un rouge poussiéreux. Ces teintes trahissent des compositions bien distinctes: de la glace d'eau d'un côté, de la poussière chargée de carbone de l'autre.
Contrairement aux célèbres anneaux de Saturne, ceux d'Uranus sont discrets et furent découverts par hasard en 1977 lors d'une occultation stellaire. Les deux plus lointains, nommés mu et nu, ont été repérés entre 2003 et 2005 par l'équipe de Mark Showalter. Leur dualité chromatique donne du travail aux astronomes depuis.
Une image d'Uranus prise par la caméra NIRCam du télescope spatial James Webb (NASA/ESA/CSA) montre la planète et ses anneaux.
Crédit: NASA, ESA, CSA, STScI
Les nouvelles données infrarouges du télescope James Webb ont permis d'obtenir le premier spectre complet des anneaux mu et nu. Imke de Pater, de l'Université de Californie à Berkeley, dirigeait l'étude. D'après elle, en analysant la lumière renvoyée par ces anneaux, on peut déterminer la taille des particules et leur composition. Ces informations aident à comprendre la formation du système d'Uranus. Les résultats confirment les teintes bleues et rouges déjà observées.
L'anneau mu se distingue par sa couleur bleue, signe d'une composition de glace d'eau. Cette caractéristique rappelle l'anneau E de Saturne, alimenté par les geysers de la lune Encelade. Pour Uranus, les particules glacées proviennent de Mab, une petite lune de seulement 12 kilomètres de diamètre, découverte par Mark Showalter en 2003. Mais pourquoi Mab est-elle principalement constituée de glace alors que les autres petites lunes internes sont rocheuses ? Cette question reste pour l'instant sans réponse.
L'anneau nu, quant à lui, présente une teinte rouge due à une forte proportion de poussière carbonée. Son spectre révèle 10 à 15% de composés organiques, typiques des environnements froids du Système solaire. Ces particules proviendraient d'impacts de micrométéorites sur des lunes encore inconnues, situées entre les satellites connus. Imke de Pater s'interroge sur la différence de composition entre les corps parents des deux anneaux. Les observations futures devraient aider à trancher.
Les lunes internes d'Uranus incluant Mab (en haut).
Crédit: NASA/ESA/CSA/STScI/M. El Moutamid (SWRI)/M. Hedman (University of Idaho)
Des indices supplémentaires intriguent les astronomes: l'anneau mu montre des changements de luminosité. Ce phénomène pourrait révéler des processus encore inexpliqués. Mark Showalter estime que seules des images rapprochées, prises par une future mission spatiale, permettront de comprendre ces anneaux et leurs lunes.
L'exploration d'Uranus a été jugée prioritaire dans le plan décennal de l'Académie nationale des sciences. Les résultats de l'étude actuelle, publiés dans le
Journal of Geophysical Research: Planets, préparent le terrain pour cette future exploration.