Hubble repère un décagone à dix côtés au-dessus du pôle Sud de Saturne

Une nouvelle caractéristique géométrique dans le ciel austral de Saturne

Saturne est sans doute la planète la plus reconnaissable du système solaire, en grande partie à cause de son vaste système d'anneaux qui en fait la réponse favorite chaque fois qu'on demande à quelqu'un de nommer une planète. Pourtant, les régions polaires de cette géante gazeuse sont discrètement devenues l'une des énigmes les plus captivantes de la science planétaire. Une structure rotative à six côtés est suivie dans l'atmosphère polaire boréale de Saturne depuis des années. L'hémisphère sud, en revanche, n'avait jamais montré de motif géométrique comparable. Cela semble avoir changé.

Une équipe internationale de chercheurs rapporte un motif ondulatoire à dix côtés, ou décagone, traversant plusieurs couches de l'atmosphère australe de Saturne. La structure est décrite dans une étude publiée dans Science Advances, et elle représente la première fois qu'une caractéristique de ce type est identifiée dans l'hémisphère sud de la planète. Les travaux s'appuient sur des images recueillies par le télescope spatial Hubble de la NASA, ainsi que sur des observations de télescopes au sol.

Comment les chercheurs ont collecté leurs données

Pour identifier le décagone, l'équipe a examiné des images capturées entre 2023 et 2025. Les données de Hubble provenaient du programme Outer Planet Atmospheres Legacy, connu sous le nom d'OPAL, qui a débuté en 2014. OPAL a été créé pour capturer des images annuelles des planètes externes, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, dans le but de mieux comprendre la composition, le comportement et l'évolution de leurs atmosphères. Cette cadence annuelle régulière offre aux scientifiques un registre de longue durée auquel comparer les observations, ce qui permet justement de détecter l'apparition d'une nouvelle structure.

Un partenaire européen au sol

Les observations du télescope spatial ont été soutenues par des mesures de l'observatoire de Calar Alto, situé en Espagne. Il s'agit du plus grand observatoire astronomique du continent européen, et ses instruments ont aidé l'équipe à dresser un tableau de l'activité atmosphérique au pôle Sud de Saturne. La combinaison de vues orbitales et au sol donne aux chercheurs de multiples points de vue et une couverture en longueurs d'onde, ce qui est utile pour suivre des motifs ondulatoires qui s'étendent à différentes profondeurs dans la couverture nuageuse d'une planète.

Hexagone contre décagone

Le contraste entre les deux structures polaires de Saturne est au cœur de la nouvelle étude. Le célèbre hexagone boréal possède six côtés, tandis que la structure australe en compte dix. Les deux sont produits par les courants-jets de Saturne, mais ces courants eux-mêmes diffèrent en force et en comportement.

• Hexagone boréal : une structure à six côtés entraînée par des vitesses de courant-jet d'environ 320 à 354 kilomètres par heure, soit 200 à 220 miles par heure. Sa position est restée en grande partie fixe au fil du temps.
• Décagone austral : une structure à dix côtés associée à des vitesses de courant-jet plus rapides, d'environ 400 à 420 kilomètres par heure, soit environ 250 miles par heure.
• Étendue verticale : le décagone austral traverse plusieurs couches de l'atmosphère plutôt que de se situer à une seule altitude.
• Mouvement : contrairement à l'hexagone boréal largement stationnaire, le décagone austral a été observé migrant vers l'est.

Pourquoi la différence de vitesse pourrait compter

Les motifs polaires boréal et austral émergent du même mécanisme général, les bandes de vent rapides qui entourent la planète aux hautes latitudes. Ce qui diffère, c'est l'énergie et la vitesse impliquées. Le courant-jet austral alimentant le décagone se déplace nettement plus vite que le courant-jet boréal lié à l'hexagone, et la forme qui en résulte est plus complexe, avec deux coins supplémentaires.

Cette relation entre la vitesse du vent et le nombre de côtés est l'une des raisons pour lesquelles les scientifiques planétaires trouvent ces caractéristiques si utiles. Les vortex polaires et les courants-jets agissent comme des laboratoires naturels pour la dynamique atmosphérique, permettant aux chercheurs de tester comment les fluides se comportent sur une sphère en rotation dans des conditions qui ne peuvent pas être reproduites à la même échelle dans un laboratoire sur Terre.

Un motif dérivant vers l'est

La migration vers l'est du décagone austral le distingue de son homologue boréal. L'étude note que les processus responsables de ce mouvement sont potentiellement liés à l'environnement atmosphérique au pôle Sud, et la dérive est l'un des aspects que les chercheurs signalent pour une investigation continue. Une surveillance à long terme via OPAL et des campagnes de suivi au sol seront essentielles pour déterminer si la migration est régulière, cyclique ou liée à des changements saisonniers alors que Saturne parcourt sa longue orbite.

Saturne met environ trois décennies pour effectuer un tour complet autour du Soleil, de sorte que chaque hémisphère connaît des saisons très prolongées. La fenêtre 2023 à 2025 durant laquelle ces images ont été collectées ne capture qu'une tranche de ce cycle, ce qui signifie que l'apparence du décagone et sa dérive vers l'est pourraient sembler différentes lorsqu'on les examine sur une plus large période d'observations.

Ce que la découverte pourrait apprendre aux scientifiques

Au-delà de la nouveauté d'une tempête à dix côtés, la découverte ajoute un nouveau point de données à l'étude de la manière dont les atmosphères planétaires s'organisent. L'hexagone boréal de Saturne fait l'objet de recherches depuis des années, et disposer d'un second motif polaire structurellement distinct auquel se comparer offre aux scientifiques une expérience naturelle. Les différences de vitesse des courants-jets, de structure verticale et de mouvement entre les deux hémisphères peuvent aider à affiner les modèles de circulation atmosphérique sur les planètes géantes.

Ces travaux ont des implications au-delà de Saturne. Les mêmes dynamiques des fluides régissent les atmosphères en bandes de Jupiter et des géantes de glace Uranus et Neptune, toutes deux ciblées par le programme OPAL. Comprendre pourquoi un pôle d'une planète se stabilise en un motif à six côtés tandis que l'autre produit un motif à dix côtés pousse les chercheurs à examiner comment la rotation, le cisaillement des vents et le chauffage saisonnier interagissent aux pôles d'un monde en rotation rapide.

Questions ouvertes et prochaines étapes

Plusieurs questions restent en suspens. Les chercheurs doivent encore déterminer depuis combien de temps le décagone austral existe, s'il était présent mais non détecté dans des images antérieures, et ce qui régit son mouvement vers l'est. L'imagerie annuelle continue via le programme OPAL de Hubble, associée à des observatoires tels que Calar Alto, aidera à suivre les changements de la structure au fil du temps.

Les images à l'origine de cette recherche ont été produites avec des contributions de la NASA, de l'Agence spatiale européenne et du Space Telescope Science Institute, avec des chercheurs dont Agustin Sanchez-Lavega de l'Université du Pays basque, Amy Simon du Goddard Space Flight Center de la NASA et Michael Wong de l'UC Berkeley. Le traitement des images a été réalisé par Alyssa Pagan. Leur effort combiné a transformé une planète familière en une nouvelle source de questions sur le comportement des atmosphères aux extrêmes de vitesse du vent et de rotation.

Cet article est basé sur un reportage de Universe Today. Lire l'article original.