La petite lune Encelade sculpte l’environnement de Saturne sur des distances records

Une équipe scientifique internationale impliquant des scientifiques de l’IRAP et dirigée par le LPP, révèle à partir des données de la mission Cassini, que l’interaction entre Saturne et sa lune Encelade est bien plus étendue et complexe que prévu : l’influence d’Encelade s’étend sur une distance record de plus de 500 000 km, soit plus de 2 000 fois son propre rayon. Cette découverte établit Encelade comme une génératrice d’ondes d’Alfvén géante à l’échelle de tout le système saturnien, illustrant comment une petite lune peut façonner l’environnement d’une planète géante sur des distances records.

Encelade, petite lune glacée de Saturne, est célèbre pour ses geysers, mais son impact réel sur la planète géante restait en partie mystérieux. Comprendre cette interaction est crucial pour saisir comment l’énergie circule dans l’environnement spatial d’une planète. Une étude, basée sur les données de la mission Cassini, révèle aujourd’hui une découverte fascinante : l’influence d’Encelade s’étend sur une distance record de plus de 500 000 km, soit plus de 2 000 fois son propre rayon. Ce résultat transforme radicalement notre vision de la lune.

Pour obtenir ce résultat, l’équipe scientifique a exploité les données « ondes et particules » de la sonde Cassini (NASA/ESA/ASI) accumulées sur les 13 années de la mission.  En utilisant ainsi une approche multi-instrumentale, les scientifiques ont pu mettre en évidence des signatures précises de structures d’ondes communément appelées « ailes d’Alfvén » qui se propagent le long des lignes de champs de part et d’autre d’Encelade – tel un sillage électromagnétique ces structures d’ondes se forment lorsque le champ magnétique de Saturne balaie Encelade. L’analyse fine des données a révélé que ces ondes s’étendent loin en aval derrière la lune dans le plan équatorial de Saturne mais également jusqu’à de très hautes latitudes nord et sud. 

Le résultat majeur montre que l’interaction n’est pas limitée au voisinage des panaches de glace, mais forme un système complexe et structuré s’étirant sur plus que 500 000 km. Ce phénomène s’explique par la réflexion multiple de ces ailes d’Alfvén sur l’ionosphère de Saturne et les frontières du tore de plasma englobant l’orbite d’Encelade. C’est la première fois qu’une telle extension est observée, prouvant que cette petite lune agit comme une génératrice d’ondes d’Alfvén géante à l’échelle planétaire. Ces travaux ouvrent des perspectives inédites sur l’étude d’autres systèmes, comme celui des lunes de Jupiter ou des exoplanètes, en montrant qu’un corps céleste de petite taille peut influencer son hôte géant sur des distances très lointaines, de l’ordre de la taille de celui-ci.

Laboratoires CNRS impliqués

• Laboratoire de Physique des Plasmas (LPP)Tutelles : CNRS / Ecole Polytechnique / Sorbonne Univ
• Institut de Recherche en Astrophysique et planétologie (IRAP – OMP)Tutelles : CNRS / CNES / Univiversité de Toulouse 
• Laboratoire d’astrophysique de Marseille (LAM – OSU Pythéas)Tutelles : CNRS / CNES / AMU
• Laboratoire d’Instrumentation et de Recherche en Astrophysique (LIRA -Observatoire de Paris – PSL)Tutelles : CNRS / Observatoire de Paris – PSL / Sorbonne Univ / Univ Paris Cité
• Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS-IPSL)Tutelles : IPSL / CNRS / Sorbonne Univ / UVSQ

C’est une étude du LPP, en collaboration avec des chercheurs et chercheuses d’autres laboratoires, tant nationaux (IRAP, ISAE-SUPAERO, LATMOS, LAM et le LIRA/Observatoire de Paris) qu’internationaux (IRFU/Suède, MPS/Allemagne, CAS/Tchéquie, ESA, APL, UCLA, Université de Michigan, de Boston et d’Iowa aux États-Unis, DIAS/Ireland, MSSL/UCL et Imperial College au Royaume-Uni). 

Ressource complémentaire

• Publication scientifique : Hadid, L. Z., Chust, T., Wahlund, J.‐E., Morooka, M. W., Roussos, E., Witasse, O., et al. (2026). Evidence of an extended Alfvén wing system at Enceladus: Cassini’s multi‐instrument observations. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 131, e2025JA034657. 

Contact IRAP

• Nicolas André, nicolas.andre@utoulouse.fr