Saturne

Celui qui apporte la vieillesse

   Saturne est la 6ème planète autour du Soleil et la deuxième plus grosse:

        orbite:   1 429 400 000 kilomètres (9.54 UA) du Soleil
        diamètre: 120 536 kilomètres (équatorial)
        masse:    5.68e26 kilogrammes

   Dans la mythologie romaine, Saturne est le Dieu de l'agriculture. Elle est associée au Dieu grec Cronos qui était le fils d'Uranus et de Gaïa ainsi que le père de Zeus (Jupiter). Le nom Saturne est la racine du mot "Saturday" (Samedi) dans plusieurs langues (voir Appendice 4).

   Saturne est connue depuis le début de l'humanité. Galilée fut le premier à l'observer à travers un télescope en 1610. Il fut dérouté par l'apparence étrange de Saturne. En effet, les premières observations de Saturne furent compliquées par le fait que la Terre passe une fois toutes les quelques années par le plan des anneaux de Saturne. Ainsi, une image en basse résolution de la planète change de façon spectaculaire. Il fallut attendre 1659 pour que Christian Huygens interprète correctement la géométrie des anneaux de Saturne. Ces anneaux restèrent un fait unique dans le système solaire jusqu'en 1977 quand un mince anneau fut découvert autour d'Uranus et un peu plus tard de Jupiter et Neptune.

   Pioneer 11 fut la première sonde à visiter Saturne en 1979. Elle fut suivie quelques temps plus tard de Voyager 1 et Voyager 2.

   Même avec un petit télescope, Saturne est visiblement aplatie. Son diamètre polaire et équatorial varie de presque 10% (120 536 km vs. 108 728 km). Ce phénomène est le résultat de sa rotation rapide et de sa fluidité. Les autres géantes gaseuses sont aussi aplaties mais pas autant.

   Saturne est la moins dense des planètes, sa gravité spécifique (0.7) est inférieure à celle de l'eau.

   Tout comme Jupiter, Saturne est composée d'environ 75% d'hydrogène et 25% d'hélium ainsi que de quelques traces d'eau, de méthane, d'ammoniac et de "roches", semblable à la composition de la nébuleuse solaire originelle de laquelle le système solaire c'est formé.

   L'intérieur de Saturne est similaire à celui de Jupiter et consiste en un noyau rocheux, une couche d'hydrogène métallique liquide et une couche d'hydrogène mélangée à des traces de différentes glaces.

   L'intérieur de Saturne est chaud (12000 K dans le noyau) et Saturne irradie plus d'énergie dans l'espace qu'elle n'en reçoit du Soleil. La plupart de cette énergie supplémentaire est générée par le mécanisme Kelvin-Helmholtz tout comme pour Jupiter. Cependant, cela n'est pas suffisant pour expliquer la luminosité de Saturne, un autre mécanisme et serait l'oeuvre, probablement une pluie d'hélium profondément à l'intérieur de Saturne.

   Les bandes tellement visibles sur Jupiter sont beaucoup plus faibles sur Saturne. Elles sont aussi plus larges à l'équateur. Les détails des nuages supérieurs sont invisibles de la Terre et il fallut donc attendre le passage de Voyager pour étudier la circulation atmosphérique de Saturne. Saturne présente aussi des ovales persistants (tache rouge au centre de l'image de droite) et d'autres caractéristiques communes à Jupiter. En 1990, le HST a observé un énorme nuage blanc près de l'équateur de Saturne qui n'était pas présent lors du passage des sondes Voyager. En 1994, un autre nuage plus petit fut découvert (à droite).

   Deux anneaux importants (A et B) et un anneau plus faible (C) peuvent être observés de la Terre. L'intervalle entre les anneaux A et B est appelé la division de Cassini. Le trou moins visible dans l'anneau A est appelé division de Encke. Les images envoyées par Voyager ont révélé quatre faibles anneaux supplémentaires (D, E, F et G). Les anneaux de Saturne, contrairement à ceux des autres géantes gazeuses, sont très brillants (albédo 0.2 - 0.6).

   Bien qu'ils semblent solides vus de la Terre, les anneaux sont en fait constitués de milliers de petits éléments chacun sur son orbite propre. Il sont d'une taille variant d'un centimètre à quelques mètres. Quelques objets d'environ un kilomètre sont aussi fortement probables.

   Les anneaux de Saturne sont extraordinairement mince: alors qu'il sont 250 000 km ou plus de diamètre il ne sont pas plus de 1.5 kilomètres d'épaisseur. Malgré leur apparence impressionnante il y a vraiment peu de matière dans les anneaux -- si les anneaux étaient compressés en un seul corps il ne serait pas plus de 100 kilomètres de diamètre.

   Les anneaux semblent être constitués principalement de glace mais ils pourraient aussi contenir des roches recouvertes de glace.

   Voyager a confirmé l'existence de plusieurs inhomogénéités inexplicables (des zones sombres) dans les anneaux appelés "spokes" (rayons de bicyclette) et qui furent découvertes en premier par des astronomes amateurs (à gauche). Leur nature reste un mystère mais ces rayons pourraient avoir quelque chose à voir avec le champ magnétique de Saturne.

   L'anneau F, le plus externe de Saturne, est une structure complexe composée de plusieurs anneaux étroits brillants et tressés le long desquels des "noeuds" sont visibles. Les scientifiques pensent que les noeuds pourraient être des amas de matière d'anneau ou des petites lunes. La structure tressée qui est visible sur les images de Voyager 1 (à droite) n'est pas visible sur les images de Voyager 2 probablement parce que Voyager 2 a produit des images des régions où les anneaux sont presque parallèles.

   De complexes résonances se produisent entre certaines lunes de Saturne et le système d'anneaux. Les "satellites bergers" (Atlas, Prométhée et Pandore) sont de toute évidence très importants dans la stabilité des anneaux de Saturne; Mimas semble aussi responsable du manque de matière dans la division de Cassini, qui semble être semblable aux divisions de Kirkwood dans la ceinture d'astéroïdes. Pan quant à lui est situé dans la division de Encke. Dans son ensemble, le système d'anneaux de Saturne est très complexe et encore peu compris.

   L'origine des anneaux de Saturne (et des autres géantes gazeuses) est inconnue. Bien que les anneaux sont peut-être présents depuis la formation des planètes, ils doivent être alimentés par un processus continu, probablement la rupture de satellites plus gros.

   Comme les autres géantes gazeuses, Saturne possède un important champ magnétique.

   En pleine nuit, Saturne est facilement identifiable à l'oeil nu. Bien qu'elle ne soit pas aussi brillante que Jupiter, son identification est aisée car elle ne "scintille" pas comme les étoiles. Les anneaux et les plus gros satellites sont visibles à l'aide d'un petit télescope. Les cartes célestes de Mike Harvey (planet finder charts) indiquent la position actuelle de Saturne (et les autres planètes) dans le ciel. Des cartes plus détaillées et personnalisées peuvent être générées avec un logiciel d'astronomie tel que Starry Night.

Satellites de Saturne

Saturne possède 18 satellites nommés, plus qu'aucune autre planète. Il reste très certainement encore d'autres petits satellites de Saturne qui n'ont pas encore été découverts.


           Distance  Rayon    Masse
Satellite  (000 km)   (km)     (kg)   Découvreur   Date
---------  --------  ------  -------  ----------  -----
Pan             134      10     ?     Showalter    1990
Atlas           138      14     ?     Terrile      1980
Prométhée       139      46  2.70e17  Collins      1980
Pandore         142      46  2.20e17  Collins      1980
Epiméthée       151      57  5.60e17  Walker       1980
Janus           151      89  2.01e18  Dollfus      1966
Mimas           186     196  3.80e19  Herschel     1789
Encelade        238     260  8.40e19  Herschel     1789
Téthys          295     530  7.55e20  Cassini      1684
Télesto         295      15     ?     Reitsema     1980
Calypso         295      13     ?     Pascu        1980
Dioné           377     560  1.05e21  Cassini      1684
Hélène          377      16     ?     Laques       1980
Rhéa            527     765  2.49e21  Cassini      1672
Titan          1222    2575  1.35e23  Huygens      1655
Hypérion       1481     143  1.77e19  Bond         1848
Japet          3561     730  1.88e21  Cassini      1671
Phoebé        12952     110  4.00e18  Pickering    1898

Les anneaux de Saturne

        Distance  Largeur   Masse
Anneau    (km)      (km)    (kg)
------  --------  -------  ------
 D       67000     7500     ?
 C       74500    17500  1.1e18
 B       92000    25500  2.8e19
division de Cassini
 A      122200    14600  6.2e18
 F      140210      500     ?
 G      165800     8000    1e7?
 E      180000   300000     ?

(distance: du centre de Jupiter jusqu'au bord intérieur de l'anneau) Ces classifications sont toutefois trompeuses car la densité des particules à l'intérieur des anneaux varie d'une manière très complexe sans être séparée par des régions nettes. De plus, il y a des variations entre les anneaux, les divisions ne sont pas totalement vides et les anneaux ne sont pas parfaitement circulaires.

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Bill Arnett; dernière mise à jour: 27 mai 1997


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