En bas à gauche, une analyse infrarouge de Saturn par VIMS Cassini. Le bleu est la lumière infrarouge, où la glace d'eau est réfléchie de manière relativement vive. Le rouge est un rayonnement thermique plus long montrant la chaleur des profondeurs de la planète. Vert - ondes infrarouges dans lesquelles la lumière rayonne. Ci-dessus, la lune de Phoebe à la lumière visible. Il fait noir comme du charbon de bois (l'échelle avec Saturne n'est pas respectée)
En créant une nouvelle méthode pour mesurer les rapports isotopiques de l'eau et du dioxyde de carbone à distance, les scientifiques ont soudainement découvert que l'eau des anneaux et des satellites de Saturne ressemblait à l'eau de la Terre. La lune de Phoebe est la seule exception. L'eau semble être le plus inhabituel parmi tous les objets étudiés dans le système solaire.
Les nouveaux résultats suggèrent que nous devrons changer les modèles de formation du système solaire, les informations obtenues contredisant les modèles existants. Les isotopes sont différentes formes d'éléments avec différents nombres de neutrons. L'ajout d'un neutron ajoute de la masse à un élément et peut modifier la formation d'une planète, d'une comète ou d'un satellite. L'eau est constituée de deux atomes d'hydrogène (H) et d'un oxygène (H2O). L'ajout d'un neutron à un seul atome d'hydrogène (deutérium-D) augmente la masse de la molécule d'eau (HDO) d'environ 5%. Cela conduit à des différences isotopiques dans la formation d'un corps céleste et modifie le processus d'évaporation de l'eau après la création. Le rapport du deutérium à l'hydrogène (D / H) est une empreinte des conditions de formation, incluant la température et l'évolution. L'eau d'évaporation enrichit le deutérium sur la surface restante.
Les modèles de système solaire montrent que la D / H doit être beaucoup plus élevée dans un système externe plus froid que dans un système interne chaud où vit la Terre. Le deutérium est commun dans les nuages moléculaires froids. Certaines prédictions montrent que l'indice D / H devrait être 10 fois plus élevé pour le système Saturne que pour la Terre. Cependant, de nouvelles données indiquent que cela ne s’applique pas aux anneaux de Saturne et aux lunes sauf Phoebe.
Fait intéressant, le rapport D / H de Phoebe est le plus élevé mesuré dans le système solaire, ce qui laisse entrevoir la formation dans le système extérieur froid bien au-delà de Saturne. Les scientifiques ont également mesuré le rapport carbone 13 / carbone 12 sur les satellites Iapet et Phoebe. La première valeur est similaire à la Terre, mais Phoebe est presque 5 fois plus élevée en isotope de carbone. La présence de dioxyde de carbone confirme la formation de Phoebe dans la partie gelée du système. La distance exacte ne peut pas être spécifiée, car il n'y a pas de mesure de corrélation pour les objets de ceinture de Pluton ou de Kuiper. Pour l'étude, les données de la sonde NASA Cassini et de son spectromètre visuel et infrarouge VIMS ont été utilisées. La nouvelle méthode de mesure des rapports isotopiques sur les solides (glace d'eau ou dioxyde de carbone) sur de grandes distances permettra des mesures similaires pour tous les objets du système solaire, ce qui améliorera le modèle de formation.
Il est également important que l’eau de Saturne puisse ressembler à la Terre. Par conséquent, la source est semblable aux systèmes interne et externe. Les mesures suivantes s’avéreront peut-être réalisées avec l’aide de la mission Clipper de la NASA.
