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Présentation
Saturne est la 6ème planète du Soleil et la deuxième plus grosse planète du système
solaire.
Rayon orbital :1429,4 millions de km (9,54 UA)
Diamètre équatorial :120 536 km
Diamètre polaire : 108 728 km
Masse : 5,688e26 kg
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 la père de Zeus (Jupiter).
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 aplatissement aux pôles est
d'environ 10%. Ce phénomène est le résultat d'une rotation rapide.
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".
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 °C 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.
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 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.
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 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 d'une taille variant de un centimètre à 10 mètres. Quelques objets de quelques
kilomètres sont aussi fortement probables.
Les anneaux de Saturne sont extraordinairement minces: bien que leur diamètre soit de plus de
250 000 km, ils ne dépassent pas les 200 mètres d'épaisseur. En dépit de leur apparence
impressionnante, il y a très peu de matière dans les anneaux: s'ils étaient concentrés en un seul
corps homogène, les anneaux formeraient un corps d'une centaine de kilomètres.
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. Leur nature reste un mystère mais ces spokes pourraient être des
"boursouflures" de poussières mises en lévitation au-dessus du plan des anneaux par des orages
magnétiques.
L'anneau F, le plus externe de Saturne, est une structure complexe composée de deux étroits
anneaux brillants et tressés le long desquels des noeuds sont visibles.
Les scientifiques pensent que les noeuds pourraient être dus aux effets gravitationnels des
satellites Prométhée et Pandora (et sans doute à la présence d'autres minisatellites qui n'ont pas
encore été détectés).
De complexes résonances se produisent entre certaines lunes de Saturne et le système d'anneaux.
Les satellites "bergers" (Atlas, Prométhée et Pandora) 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. Pan quant à lui serait responsable de 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 soient 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.
Satellites
Saturne possède 18
satellites, plus qu'aucune autre planète. Il reste très certainement encore
d'autres satellites qui n'ont pas encore été découverts.
A part les satellites dont la vitesse de rotation est encore inconnue, toutes les lunes de Saturne
sauf Phoebé et Hypérion décrivent leur orbite de façon synchrone.
Les trois paires Mimas-Téthys, Encelade-Dioné et Titan-Hypérion interagissent entre elles d'une
telle façon qu'elles maintiennent des relations stable entre leurs orbites: La période orbitale de
Mimas est exactement la moitié de celle de Téthys, et sont donc en résonance 1:2; EnceladeDione sont aussi en résonance 1:2 et Titan-Hypérion 3:4.