Une étude, dont les résultats intitulés «A radiation belt of energetic protons located between Saturn and its rings» sont publiés dans la revue Science, a permis de montrer, grâce aux données de la mission Cassini qu’une ceinture de radiations, contenant des protons d’énergies extrêmes, se forme entre la planète Saturne et ses anneaux denses.

En outre, «grâce aux mesures de l’expérience MIMI, une ceinture de radiations secondaire, formée par des protons de plus faible énergie et située à une altitude plus basse», a été découverte. Cette ceinture basse altitude, qui «se forme lorsque des atomes d’hydrogène neutres rapides, créés dans la magnétosphère de Saturne, sont ionisés et piégés près de la planète» n'avait «été observée que brièvement en 2004».

Rappelons tout d'abord qu'il y a «environ un an, une plongée spectaculaire dans la haute atmosphère de Saturne a mis fin à la mission Cassini, et à un projet unique qui a étudié le système saturnien pendant 13 ans», puisque «la sonde spatiale Cassini est entrée en orbite autour de Saturne, le 1^er juillet 2004».

Dès le début de la mission, «la suite de détecteurs de particules de l’expérience MIMI (Instrument d'imagerie magnétosphérique)», a pu avoir «un bref aperçu de la région située entre la planète et l’anneau D (le plus interne)», car «les mesures avaient indiqué qu’une population de particules chargées pouvait être présente, mais sa composition et ses propriétés restaient obscures».

Durant les années suivantes «l’expérience MIMI a étudié les particules piégées par le champ magnétique de Saturne à l’extérieur des anneaux, formant la ceinture de radiations principale qui est composée de protons et d’électrons de haute énergie». Il est apparu que «la ceinture de radiations protonique est fortement influencée par les nombreuses lunes de Saturne, qui la segmentent en cinq secteurs».

Comme «au cours des cinq derniers mois de la mission la sonde a plongé 22 fois dans la région jusque-là presque inexplorée, située entre la planète et son anneau le plus interne, l’anneau D», il y a eu la possibilité de suivre 13 ans plus tard les toutes premières mesures et «de voir si un secteur supplémentaire de la ceinture de radiations coexistait avec l’anneau D et la haute atmosphère de la planète».

Les protons qui peuplent la région proche de Saturne sont générés, «comme pour la ceinture de protons principale», par «le rayonnement cosmique incident» («lorsque ce rayonnement interagit avec des matériaux présents dans l’atmosphère de Saturne ou dans ses anneaux, il déclenche une chaîne de réactions générant des protons de haute énergie, qui sont ensuite piégés par le champ magnétique de la planète»), mais «en raison de la présence des anneaux A, B et C, particulièrement denses, cette zone est découplée de la ceinture de radiations principale ainsi que du reste de la magnétosphère» et, au bout du compte, «le rayonnement cosmique et les anneaux «collaborent» pour créer cette ceinture de radiations minuscule mais très énergétique».

En fait, «le champ magnétique de Saturne près de la planète est si intense qu’il rend le piégeage des protons extrêmement efficace et ils interagissent en permanence avec l'anneau D et l'atmosphère saturnienne»: concrètement, «les mesures de l’expérience y ont révélé une accumulation stable de protons énergétiques qui s'étend de l'atmosphère de Saturne à l'ensemble de l’anneau D». Certains de ces protons disposent d'une énergie extrême et on peut dire que «dans le système solaire, cette région est unique».