Saturne (planète)

Saturne est la sixième planète du système solaire. C'est une planète géante gazeuse, la seconde en masse et en volume après Jupiter. Son nom vient du dieu romain Saturne.

Caractéristiques physiques

L'une des caractéristiques physiques les plus frappantes de Saturne (outre ses anneaux, bien sûr) est sa forme ellipsoïdale : Saturne est très clairement aplatie aux pôles et renflée à l'équateur. De fait, ses diamètres équatoriaux et polaires diffèrent de près de 10 % (120 536 km pour le premier, 110 466 km pour le second). Ceci est le résultat de sa rapide rotation sur elle-même et d'une composition interne extrêmement fluide. Les autres géantes gazeuses du système solaire (Jupiter, Uranus et Neptune) sont également aplaties, mais de façon moins marquée.

Composition interne

Saturne est composée principalement d'hydrogène H₂, d'hélium He, de méthane CH₄, d'éthane (C₂H₆), d'ammoniac (NH₃) et d'un noyau rocheux de forte densité.

Saturne est le corps le moins dense du système solaire, avec une densité moyenne de 0,69 ; ceci s'explique par la faible densité de la haute atmosphère de Saturne, composée essentiellement d'hydrogène, le gaz le plus léger.

La composition interne de Saturne serait similaire à celle de Jupiter, avec un noyau rocheux de silicates et de fer, entouré d'une couche d'hydrogène métallique, puis d'hydrogène liquide, puis d'hydrogène gazeux. Les transitions entre ces différentes couches seraient progressives et la planète ne comporterait pas de surface à proprement parler.

Saturne a une température interne très élevée, atteignant probablement 12 000 K dans le noyau, et dégage plus d'énergie qu'elle n'en reçoit du Soleil. La plupart de cette énergie provient d'un effet de compression gravitationnelle (mecanisme de Kelvin-Helmoltz), mais cet effet ne suffit pas à lui seul à expliquer la production thermique. Une explication proposée serait une 'pluie' de gouttelettes d'hélium dans les profondeurs de Saturne, dégageant de la chaleur par friction en tombant dans une mer d'hydrogène plus léger.

Atmosphère

De manière similaire à Jupiter, l'atmosphère de Saturne est organisée en bandes parallèles, même si ces bandes sont moins visibles et plus larges près de l'équateur. En fait, le système nuageux de Saturne ne fut observé pour la première fois que lors des missions Voyager. Depuis, les télescopes terrestres ont fait suffisamment de progrès pour pouvoir suivre l'atmosphère saturnienne et les caractéristiques courantes chez Jupiter (comme les orages ovales à longue durée de vie) ont été retrouvées chez Saturne. En 1990, le télescope spatial Hubble 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 orage de taille plus modeste a été observé.

Anneaux planétaires

Les anneaux de Saturne sont un des spectacles les plus remarquables du système solaire et constituent la caractéristique principale de la planète. À la différence de ceux des autres géantes gazeuses, ils sont extrêmement brillants (albedo de 0,2 à 0,6) et peuvent être vus à l'aide de simples jumelles.

Bien qu'ils paraissent d'un seul tenant vu de la Terre, les anneaux de Saturne sont constitués d'innombrables particules, chacune sur une orbite propre, de silicates, d'oxyde de fer et de particules de glace d'une taille variant du grain de poussière à celle d'une petite automobile. Deux théories principales ont été avancées pour en expliquer l'origine. La première, proposée par Édouard Albert Roche au 19^e siècle, propose que les anneaux proviennent d'une lune de Saturne dont l'orbite se serait trop rapprochée de la planète et qui aurait été mise en morceaux par les forces de marée. Une variation de cette théorie suppose que la lune a été désintégrée par l'impact d'une grosse comète ou d'un astéroïde. La deuxième théorie propose que les anneaux n'ont jamais constitué une lune mais qu'ils sont les restes de la nébuleuse planétaire qui a formé Saturne. Cette deuxième théorie n'est cependant plus vraiment retenue aujourd'hui, car on pense que les anneaux sont trop instables pour durer des milliards d'années (ordre de grandeur de l'age du système solaire) et qu'ils ont une origine plus récente. Certains pensent même que les anneau de Saturne que nous observons actuellement ne sont pas les seuls que la géante gazeuse ait connu au cours de son histoire.

Depuis la Terre, trois anneaux peuvent être vus : deux anneaux proéminents (A et B) et un anneau plus faible. L'espace entre A et B est connu sous le nom de division Cassini. L'anneau A est divisé par un espace moins visible nommé division d'Encke (même s'il est probable qu'Encke ne l'a jamais observé). Les sondes Voyager ont également détecté quatre autres anneaux considérablement moins visibles.

Les anneaux de Saturne s'étendent sur plus de 400 000 km, mais sont cependant très fins. À l'exception de l'anneau le plus externe, ils ne dépassent pas 1 km d'épaisseur. En fait, si les anneaux étaient compressés en un seul corps, celui-ci n'aurait pas plus de 100 km de diamètre.

Des inhomogénéités radiales apparaissent parfois dans les anneaux. Leur origine est méconnue, mais on pense que le champ magnétique de Saturne en est la cause.

L'anneau F, l'un des plus externes, est une structure extrèmement complexe de plusieurs anneaux plus petits 'noués' entre eux. L'origine de ces nœuds est inconnue mais est probablement gravitationnelle.

L'anneau E, le plus externe, s'étend sur 240 000 km et s'élargit progressivement après l'orbite d'Encélade jusqu'à avoir 60 000 km d'épaisseur.

Les anneaux de Saturne entretiennent des résonances complexes avec certains de ses satellites. Certains, nommés 'satellites bergers' (Atlas, Prométhée et Pandore), sont clairement indispensables pour la stabilité des anneaux. Mimas semble responsable de la division de Cassini, Pan est situé à l'intérieur de la division d'Encke. Le système global est complexe et encore très méconnu.

Lunes de Saturne

On lui connaît 47 satellites, dont Titan, plus grand que Mercure ou Pluton, qui pourrait abriter de la vie et qui est présenté comme candidat à la terraformation. En réalité, le nombre total de satellites de Saturne est inconnu, car il y a énormément d'objets en orbite autour de la planète. Douze autres lunes ont été trouvées depuis la fin de 2000 sur des orbites inhabituelles, probablement des fragments de corps plus grands capturés par Saturne.

Toutes les lunes pour lesquelles la période de rotation est connue, à l'exception de Phœbé et d'Hypérion, sont synchrones.

Les orbites des trois paires Mimas-Téthys, Encélade-Dioné et Titan-Hypérion sont en résonance : Mimas et Téthys sont en résonance 1:2 (la période de révolution de Mimas est exactement la moitié de celle de Téthys) ; Encélade et Dioné sont également en résonance 1:2 ; Titan et Hypérion sont en résonance 3:4.

Voir le tableau complet dans satellites naturels de Saturne.

Histoire

Saturne étant visible à l'Å“il nu la nuit, la planète est connue depuis l'Antiquité. En 1610, Galilée, en braquant son télescope vers Saturne, en observe les anneaux mais ne comprend pas ce qu'il en est, décrivant que la planète aurait des « oreilles Â». En 1612, la Terre passant dans le plan des anneaux, ceux-ci disparaissent. En 1613, ils réapparaissent sans que Galilée puisse émettre une hypothèse quant à ce qu'il observe.

En 1655, Christiaan Huygens, en utilisant un télescope bien plus puissant, comprend que la planète est en réalité entourée d'un anneau, qu'il pense être solide.

Dans la dernière moitié du XX^e siècle, Saturne fut visitée par plusieurs sondes spatiales, Pioneer 11 en 1979, Voyager 1 en 1980 et Voyager 2 en 1981. La sonde Sonde Cassini-Huygens s'est mise en orbite autour de Saturne le 1^er juillet 2004 pour étudier le système saturnien, avec une attention particulière pour Titan.

Liens externes

• Astrofiles : Saturne

La découverte des anneaux de Saturne. de Galilée à la sonde Cassini [ http://perso.wanadoo.fr/oncle.dom/astronomie/histoire/anneaux/anneaux.htm]

s exSerighsog>Sap)">argin:0/p><-wetd> :nt dalli(planète), 1610, 1612, 1613, 1655, 1979" /> Sommtype="text/javascript" src="/scripts/nav_menufoob>S