Mimas, la lune « Étoile de la mort »
Mimas est la plus petite et la plus proche de Saturne des grandes lunes sphériques, avec 396 km de diamètre. Elle doit sa célébrité au gigantesque cratère Herschel, qui lui donne une ressemblance frappante avec l'Étoile de la mort de La Guerre des étoiles. Longtemps considérée comme une boule de glace gelée et inerte, Mimas a créé la surprise en 2024 : l'analyse de son orbite a révélé un océan global probablement caché sous sa croûte, formé il y a moins de 25 millions d'années environ.
Sommaire
Découverte et nom
William Herschel découvre Mimas en septembre 1789, environ trois semaines après Encelade, avec son télescope de 40 pieds (12 mètres), alors le plus grand du monde. Mimas orbite si près de Saturne qu'elle se perd presque dans l'éclat de la planète, ce qui explique qu'elle ait échappé aux observateurs précédents. John Herschel la baptise en 1847 du nom de Mimas, l'un des Géants de la mythologie grecque.
Mimas est l'un des plus petits corps connus que leur propre gravité a rendus à peu près sphériques. Les marées de Saturne l'étirent légèrement : c'est un ellipsoïde allongé vers la planète, d'environ 415 km sur son grand axe et 381 km sur son petit axe.
Le cratère Herschel
En novembre 1980, Voyager 1 photographie Mimas et révèle sur son hémisphère avant un immense bassin d'impact d'environ 139 km de diamètre, plus du tiers de celui de la lune. Baptisé Herschel, il possède des remparts d'environ 5 km de haut, un fond jusqu'à 10 km de profondeur et un pic central d'environ 6 km, formé par le rebond du sol juste après l'impact.
Le choc a bien failli pulvériser Mimas. Des fractures situées à l'opposé du cratère pourraient résulter d'ondes sismiques focalisées à travers l'intérieur de la lune. La ressemblance avec l'Étoile de la mort, la station de combat du film de 1977, est une pure coïncidence : le cratère a été découvert trois ans après la sortie du film.
Le motif thermique « Pac-Man »
En 2010, Cassini cartographie les températures diurnes de Mimas et découvre une frontière nette, en forme de V, entre des zones plus chaudes et plus froides : l'hémisphère avant prend la silhouette de Pac-Man, le héros du jeu vidéo des années 1980. L'explication tient au rayonnement : des électrons de haute énergie issus de la magnétosphère de Saturne frappent préférentiellement une région de la lune et y tassent la glace poudreuse, qui conduit alors mieux la chaleur et reste plus fraîche le jour. Un motif semblable a ensuite été repéré sur Téthys.
Un océan caché ?
Mimas suit une orbite inhabituellement excentrique pour une lune si proche de Saturne, et en 2014 une équipe dirigée par Radwan Tajeddine constate qu'elle oscille (libration) davantage qu'un corps solide ne le devrait. Deux explications sont alors possibles : un noyau rocheux allongé, ou un océan liquide qui désolidarise la croûte de l'intérieur. Beaucoup penchent pour le noyau, car la surface très cratérisée de Mimas ne montre aucune des fissures ni des traces de renouvellement visibles sur les lunes actives.
En février 2024, une étude menée par Valéry Lainey (Observatoire de Paris) et publiée dans Nature fait pencher la balance. En analysant, à partir des observations de Cassini, la lente dérive de l'orientation de l'orbite de Mimas, l'équipe montre qu'un noyau rigide ne peut pas reproduire les données, alors qu'un océan global sous une coquille de glace de 20 à 30 km d'épaisseur le peut. Surtout, les modèles indiquent que cet océan est jeune : il se serait formé au cours des 25 derniers millions d'années environ et pourrait encore s'étendre. De quoi résoudre le paradoxe d'un océan sous une surface d'apparence ancienne : la glace n'a pas encore eu le temps de se fracturer et de se renouveler.
Reste à comprendre pourquoi Mimas s'est réchauffée si récemment. Son excentricité orbitale a peut-être été plus forte dans un passé proche, à la suite de changements dans ses résonances avec d'autres lunes, ce qui aurait renforcé le chauffage par effet de marée. Cette découverte ajoute Mimas à la liste des mondes océans « discrets » et suggère que les océans pourraient être plus répandus, et plus éphémères, qu'on ne le pensait. Le contexte plus large est présenté dans la vie sur Titan et Encelade.
Sculptrice des anneaux
Mimas exerce une influence démesurée sur les anneaux. Les particules situées à la distance où elles accomplissent exactement deux tours pendant que Mimas en fait un reçoivent une poussée gravitationnelle régulière qui finit par les chasser. Cette résonance 2:1 tombe au bord externe de l'anneau B, c'est-à-dire au bord interne de la division de Cassini, la lacune d'environ 4 700 km visible dans un petit télescope (les divisions des anneaux). Mimas est aussi en résonance 4:2 avec Téthys, et les minuscules Méthone, Anthé et Pallène, les Alcyonides, gravitent dans son voisinage.
Exploration
Seules les sondes Voyager et Cassini ont vu Mimas de près. Le survol le plus rapproché de Cassini, en février 2010, à environ 9 500 km, a fourni les meilleures images du cratère Herschel. Aucune mission future ne prévoit pour l'instant de visite dédiée, mais la découverte de l'océan a rendu Mimas beaucoup plus attrayante.
Questions fréquentes
Pourquoi Mimas ressemble-t-elle à l'Étoile de la mort ?
À cause d'Herschel, un cratère d'impact de 139 km qui couvre environ un tiers du diamètre de la lune et possède un pic central. La ressemblance est fortuite : La Guerre des étoiles est sorti en 1977, trois ans avant que Voyager 1 ne révèle le cratère.
Mimas a-t-elle un océan ?
Probablement. Une analyse du mouvement orbital de Mimas publiée dans Nature en 2024 conclut à un océan global situé 20 à 30 km sous la surface, formé il y a moins de 25 millions d'années environ. Il n'a pas encore été confirmé par une mesure directe.
Quelle est la taille de Mimas ?
Mimas mesure en moyenne 396 km de diamètre et elle est légèrement allongée vers Saturne. C'est la plus petite des sept grandes lunes sphériques de Saturne.
Qui a découvert Mimas ?
William Herschel a découvert Mimas le 17 septembre 1789 avec son télescope de 40 pieds, à Slough, en Angleterre. Son fils John Herschel lui a donné son nom en 1847.
Sources
- NASA Science : Mimas
- Lainey, V., et al., « A recently formed ocean inside Saturn's moon Mimas », Nature 626 (2024)
- Tajeddine, R., et al., « Constraints on Mimas' interior from Cassini ISS libration measurements », Science 346 (2014)
- Howett, C. J. A., et al., « A high-amplitude thermal inertia anomaly of probable magnetospheric origin on Saturn's moon Mimas », Icarus 216 (2011)