Saturne

Saturne constitue, comme Jupiter, un système solaire en miniature avec son cortège de satellites, mais, surtout, offre le spectacle somptueux de ses anneaux, découverts dès 1610 par Galilée et interprétés en tant qu'anneaux par Huygens en 1655. Saturne a été exploré à trois reprises par des sondes spatiales de la N.A.S.A.: Pioneer-11 à la fin d'août et au début de septembre 1979, Voyager-1 en novembre 1980 et Voyager-2 en août 1981.

Les anneaux qui auréolent Saturne lui confèrent une apparence unique dans le système solaire. Cependant, la planète proprement dite présente de grandes similitudes avec Jupiter. Ses dimensions sont presque les mêmes : rayon équatorial 60 268 kilomètres (9,45 rayons terrestres contre 11,21 pour Jupiter). Sa masse est de l'ordre de 95 fois celle de la Terre, au lieu de 318 dans le cas de Jupiter. Sa densité moyenne est ainsi de 0,7 ce qui est la valeur la plus faible de tout le système solaire en d'autres termes, plongée dans une piscine imaginaire remplie d'eau, Saturne flotterait à la surface comme un ballon. Cela suggère que Saturne est, à l'instar de Jupiter, formée des éléments constitutifs de la nébuleuse solaire primitive, c'est-à-dire surtout d'hydrogène et d'hélium. On verra cependant que ces deux composants ne demeurent pas uniformément mélangés à l'intérieur de la planète, et que la structure interne de Saturne est différente de celle de Jupiter.

Saturne est, comme Jupiter, essentiellement une énorme boule de gaz comprimé sous son propre poids, et que ce que nous en voyons est constitué de nuages composés d'éléments mineurs qui se condensent aux faibles températures existant à la périphérie de cet astre.

Observés pour la première fois par Galilée en 1610, les anneaux de Saturne sont probablement l'un des plus beaux spectacles qu'on puisse voir dans le ciel avec une petite lunette. Leurs survols par les sondes Voyager en novembre 1980 et août 1981 nous ont révélé un magnifique système composé d'un nombre incalculable de milliards de cailloux en orbite autour de Saturne et formant des milliers de structures étonnantes. Les sondes Voyager ont non seulement photographié l'un des plus beaux objets du ciel, mais aussi l'un des plus intéressants scientifiquement, et l'un des plus mal compris actuellement. Les différentes divisions et structures complexes que l'on trouve dans les anneaux de Saturne sont du aux satellites les plus proches même si la division de Cassini, la plus grande celle que l'on voit facilement avec un petit télescope n'en contient aucun. La sonde Cassini à depuis pris le relais et a détaillé comment les satellite dits bergers tordent les anneaux pour donner ces structures. On à même trouvé dans l'anneau F des satellite qui ce forment puis sont tout de suite détruits par les forces de marrés qui y règnent ! Voici les principaux anneau de saturne :

En 1970, on connaissait dix satellites autour de Saturne; le plus gros, Titan, avait été découvert au XVIIe siècle par Christiaan Huygens. En 1994, on en connaissait vingt et un. Quatre ont été découverts en mars 1980 depuis la Terre, alors que l'on voyait les anneaux par la tranche, et sept ont été découverts par les sondes Voyager 1 et 2. Depuis de très nombreux satellites ont été découverts il s'agit surtout de satellites lointains.

Le système saturnien est unique dans le système solaire au point de vue de ses propriétés physiques et orbitales . Alors qu'avec Mercure, Vénus, la Lune, la Terre, Mars et les satellites de Jupiter, on connaissait deux catégories de tailles de corps solides d'une part, de gros corps sphériques de diamètre supérieur à 3 000 kilomètres, d'autre part, de petits corps non sphériques, de grand axe inférieur à 300 kilomètres, le système saturnien comprend trois classes de satellites: un gros satellite, Titan (5 150 km de diamètre), tout une collection de petits satellites non sphériques (dimensions inférieures à 400 km) et six satellites sphériques de taille intermédiaire (diamètres compris entre 390 et 1 500 km): Mimas, Encelade, Téthys, Dioné, Rhéa et Japet.

- deux petits satellites sont situés en deçà de l'anneau F (Atlas et Prométhée), et un autre est juste au-delà (Pandore), ces satellites sont d'ailleurs les satellites bergers ou gardiens de l'anneau F même si ces derniers sont aidé par les satellites que ce font et défont dans l'anneau F (voir le paragraphe juste avant le schéma des anneaux).

- deux petits satellites (Épiméthée et Janus), situés pratiquement sur la même orbite, voient leur distance mutuelle varier périodiquement;

- Dioné et Téthys possèdent des petits satellites lagrangiens, c'est-à-dire des satellites situés sur leurs orbites, mais à 60° de part et d'autre du satellite principal;

- trois paires de satellites montrent des commensurabilités orbitales; il s'agit de Mimas et de Téthys (périodes orbitales de 0,94 j et de 2 x 0,94 j = 1,88 j), d'Encelade et de Dioné (périodes de 1,37 j et de 2 x 1,37 j = 2,73 j), de Titan et d'Hypérion (périodes de 15,94 j et de 21,27 j: quand Titan accomplit quatre révolutions, Hypérion en accomplit trois);

- le système saturnien possède le seul satellite du système solaire dont la période de rotation est chaotique, c'est-à-dire varie d'une orbite à l'autre; il s'agit d'Hypérion.

Anneau de Saturne :
NomDemi-grand axerévolution joursVisibilitéDécouvreurDate de découverte
D67 0000,2Observation impossible avec des moyens amateur.Voyager 11981
C74 50092 0600,240,33L'anneau de crêpe, observable avec un bon télescopeBond1851
B92 060117 5000,330,48Visible avec une petite lunette.Galilée1610
A122 200136 7700,500,60Visible avec une petite lunette voire avec une bonne paire de jumelles.Galilée1610
F140 2000,618Trop mince pour être visiblePioneer 111980
G169 000 Observation impossible avec des moyens amateurPioneer 111980
E180 000480 000 Observation impossible avec des moyens amateurFeibelman1967

Satellites :
IdentificationOrbiteSatelliteObservationDécouverteCommentaires
NomSigleTemporaire distance
km
révolution
jours
ExcentricitéInclinaison
en °
diamètre
en km
Densité
eau=1
Mag vu
de terre
Distance
planet ('')
DécouvreurDate découv
PanXVIIIS/1981 S131336000,575200,6323Mark R. Showalter22/08/1981Division d'Encke
AtlasXVS/1980 S281376700,6020,0020,337 x 35 x 270,631824Richard J. Terrile12/11/1980satellite berger externe à l'anneau A
ProméthéeXVIS/1980 S271393500,6130,0020148 x 100 x 680,631524Stewart A. Collins25/10/1980satellite berger interne à l'anneau F
PandoreXVIIS/1980 S261417000,6290,0040110 x 88 x 620,6315,524Stewart A. Collins25/10/1980satellite berger externe à l'anneau F
ÉpiméthéeXIS/1980 S31514200,6940,0090,34138 x 110 x 1100,611526Richard L. Walker18/12/1966co-orbital avec Janus
JanusXS/1966 S21514700,6950,0070,14194 x 190 x 1540,661426Audouin Dollfus15/12/1966co-orbital avec Épiméthée
MimasI1855400,9424220,019051,56397,81,1712,932William Herschel17/09/1789un énorme cratère avec un pic central important
MéthoneS/2004 S11940001,0073sonde Cassini2004Nom pas non définitif
PallèneS/2004 S22110001,1424sonde Cassini2004Nom pas non définitif
EncéladeII2382001,3702180,00490,03498,81,3311,741William Herschel28/08/1789
TelestoXIII2946601,88780,0011,15830 x 25 x 1511850Equipe de Bradford A. Smith08/04/1980(= Tethys B)
CalypsoXIV2946601,88780,00051,47330 x 16 x 16118,550Equipe de Dan Pascu13/03/1980(= Tethys C)
TéthysIII2949921,88780301,11059,70,9910,351Jean-Dominique Cassini21/03/1684
HeleneS/1980 S63774002,7370,00010,212321,51765Equipe de Pierre Laques01/03/1980(= Dione B)
DionéIV3776542,7369160,00220,0111201,510,465Jean-Dominique Cassini21/03/1684
RhéaV5273674,5175030,00030,3515281,249,790Jean-Dominique Cassini23/12/1672
TitanVI122180315,9454460,02910,351501,358,3209Christiaan Huygens25/03/1655
HypérionVII148110021,2766730,10350,64360 x 280 x 2251,114,19254William Cranch Bond16/09/1848
JapetVIII356185079,3309540,028318,514361,2711610Jean-Dominique Cassini25/10/1671(= Iapetus) Mag varie de 10,2 à 11,9 (taches sur le satellite).
KiviuqXXIVS/2000 S511319009449,25750,165818448,39259142,322,11944Brett J. Gladman07/08/2000
IjiraqXXIIS/2000 S611359250452,910,359235549,17794102,3231944Équipe de John J. Kavelaars23/09/2000
Ph½béIXS IX12893240546,4140,17563173,73230 x 220 x 2101,316,52196William Henry Pickering16/08/1898Rétrograde, Présence de glace
PaaliaqXXS/2000 S214985054686,670,461865345,86246182,321,62556Équipe de Brett J. Gladman07/08/2000
SkathiXXVIIS/2000 S815471935719,54250,2117209148,713762,3242664Équipe de John J. Kavelaars23/09/2000Rétrograde
AlbiorixXXVIS/2000 S1116495933792,59250,451550137,40368212,320,32808Équipe de Matthew J. Holman09/11/2000
ErriapoXXVIIIS/2000 S1017807712887,55750,609318134,4720682,323,23060Équipe de John J. Kavelaars23/09/2000
TarvosXXIS/2000 S417977236898,5150,612523734,90118122,322,23096Équipe de Brett J. Gladman23/09/2000
SiarnaqXXIXS/2000 S318201438916,77750,380475348,50265352,3203132Équipe de Brett J. Gladman23/09/2000
MundilfariXXVS/2000 S918412670931,38750,2123419169,795252,323,83168Équipe de Brett J. Gladman23/09/2000Rétrograde
NarviS/2003 S119140479989,82750,3254084135,831634,92,323,93276Équipe de Scott S. Sheppard05/02/2003Rétrograde, Nom pas non définitif
SuttungrXXIIIS/2000 S1219185702993,480,1445464174,6511362,323,83276Équipe de Brett J. Gladman23/09/2000Rétrograde
ThrymrXXXS/2000 S7199575381051,920,5653018174,9107962,323,53420Équipe de Brett J. Gladman23/09/2000Rétrograde
YmirXIXS/2000 S1233058671329,510,374658172,74556152,322,33996Équipe de Brett J. Gladman07/08/2000Rétrograde

Document Astro5000