Saturne (planète)

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Saturne
La planète Saturne
La planète Saturne
Diamètre 120 536 km
Distance du Soleil 1 milliard et 430 millions de km ou 9,54 UA
Température -190 °C
Rotation 10 h 44
Révolution 10 758 jours ou 29 ans et 171 jours
Satellites connus Environ 200 satellites, 62 ont été confirmés à ce jour
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Saturne est la sixième planète tournant autour du Soleil. D'un diamètre neuf fois supérieur à celui de la Terre, Saturne est très connue pour ses anneaux spectaculaires composés de morceaux de glace. C'est la plus lointaine planète visible à l'œil nu, et la dernière connue jusqu'à ce qu'Uranus soit découverte au XIXe siècle. En anglais, Saturne a donné son nom à Saturday, ce qui signifie samedi, le sixième jour de la semaine. Il s'agit d'une planète gazeuse ; Saturne n'a par conséquent pas de surface solide : un astronaute ne pourrait donc pas y marcher.

Le nom de Saturne vient du dieu romain du même nom. Pour les Grecs, Saturne s'appelle Cronos.

Caractéristiques physiques[modifier | modifier le wikicode]

En raison de sa vitesse de rotation rapide (10 heures), Saturne est légèrement aplatie au niveau des pôles. Son rayon équatorial est de 60 268 kilomètres, alors que son rayon polaire est de 54 359 kilomètres, soit près de 6 000 kilomètres de moins. Son volume est très important, 760 fois celui de la Terre mais sa masse seulement 95 fois. La densité de Saturne est donc très faible, environ 0,7 (près de huit fois moins que celle de la Terre), la seule planète dont la densité soit inférieure à celle de l'eau.

Atmosphère[modifier | modifier le wikicode]

Son atmosphère est composée principalement d'hydrogène et d'hélium. Elle se divise en deux couches, la troposphère et la stratosphère : la stratosphère ressemble à celle de la Terre, sauf bien sûr qu'elle n'a pas la même composition.

La troposphère elle-même contient trois couches :

  • La première couche est celle visible depuis l'espace. Ses nuages sont composés d'ammoniac, la température est de -250 °C et la pression atmosphérique se situe entre 0,5 et bars.
  • La seconde couche contient des nuages d'hydrosulfure d'ammonium, la température est de -70 °C et la pression devient assez importante, de 2,5 à 9,5 bars.
  • Dans la troisième, la température peut atteindre 0 °C voire 70 °C, et la pression est de 10 à 20 bars.

L'atmosphère de Saturne est composée de 93 % d'hydrogène, 5 % d'hélium, 0,2 % de méthane, 0,1 % de vapeur d'eau, 0,01 % d'ammoniac, 0,0005 % d'éthane et 0,0001 % d'hydrure de phosphore.1

Climat[modifier | modifier le wikicode]

La tempête de 2011 photographiée par la sonde spatiale Cassini.

Vue de loin, Saturne paraît calme, sans signe particulier, à part ses anneaux. En réalité, le climat de cette planète est très violent : il s'y produit beaucoup de phénomènes météorologiques. Tous les trente ans, une tempête géante appelée « grande tache blanche » apparaît et fait le tour de l'équateur, avec des vents pouvant dépasser les 1 500 km/h. Cette tempête est précédemment apparue en 1990, la prochaine devrait se produire vers 2020.

Il arrive par moment que des tempêtes formant une tache blanche apparaissent, mais sans faire le tour de la planète. C'est ce qui est arrivé en 2011, avec une tempête qui a atteint 17 000 km de long. Cette tempête, tout comme celle qui se produit tout les trente ans, ne ressemble pas du tout aux cyclones sur Terre : en effet, ils ne présentent aucun œil.

Au pôle Nord de Saturne, il existe un étrange phénomène. Il pourrait s'agir d'une tempête en forme d'hexagone. Cette tempête hexagonale a été observée la première fois par les sondes Voyager 1 et Voyager 2. Elle ressemble beaucoup plus à une tempête terrestre, puisqu'elle possède un œil comme les cyclones terrestres. La nature exacte de cette tempête n'est pas encore connue. Il pourrait aussi s'agir d'une aurore polaire de type inconnu. Cette tempête est énorme, son périmètre étant de 13 000 km. Au pôle Sud, il existe également une tempête, mais elle n'est pas hexagonale comme celle du pôle Nord. Elle ressemble donc beaucoup plus à une tempête terrestre.

Sur Saturne, on peut aussi observer la formation d'orages, mais encore une fois, ce ne sont pas des orages comme sur la Terre. Ils sont extrêmement violents, le plus long a même duré 8 mois. C'est l'orage le plus long jamais observé. Ces orages peuvent s'étendre sur 3 000 km. Ils se produisent généralement dans une région de Saturne nommée « Allée des tempêtes ». Les éclairs de Saturne sont également des milliers de fois plus fort que sur notre planète.

Anneaux de Saturne[modifier | modifier le wikicode]

Zoom sur les anneaux de Saturne

Composition[modifier | modifier le wikicode]

Vus de loin, ses anneaux donnent à Saturne ce profil particulier où ils semblent formés d'une matière continue. En réalité, ils sont constitués de blocs de glace et de roches d'une taille variant entre celle d'un grain de sable et celle d'une montagne. Ces blocs se déplacent très rapidement autour de la planète, et une sonde spatiale qui traverserait les anneaux serait probablement détruite. En 2004, la sonde Cassini est passée à travers les anneaux ; elle s'en est bien sortie, mais elle n'était pas totalement intacte.

Les anneaux de Saturne s'étendent sur plus de 500 000 km de large, mais sur moins d'1 km d'épaisseur.

Formation[modifier | modifier le wikicode]

L'intérieur d'un anneau (vue d'artiste)

L'anneau de Saturne est le plus grand anneau d'une planète dans le Système Solaire. Chaque planète a une limite sphérique que l'on appelle « Limite de Roche ». Si un objet d'une taille plus ou moins grosse franchit cette limite, il éclate et ses débris forment un anneau autour de la planète.

Si, pour la Terre, la Lune quittait son orbite et franchissait cette limite sans s'écraser sur la Terre, elle se disloquerait et formerait un anneau autour de la Terre. La Lune étant un grand satellite, presque aussi grand que Mercure, le nombre de débris permettrait la formation d'un grand anneau par rapport à la taille de la Terre. Voilà comment se sont formés les anneaux de toutes les planètes gazeuses.

Par contre, si un nombre assez important de débris sortent de cette limite, ils sont capables de s'assembler pour former un corps céleste plus grand. Une des hypothèses sur la création de notre Lune serait qu'un gros astéroïde ait percuté la planète ; ensuite, les débris de cet astéroïde et ceux de la Terre ayant subi l'impact, en sortant de cette limite, se seraient rassemblés pour donner naissance à la Lune.

Les anneaux finiront probablement par disparaître. Il se pourrait qu'un objet (comèteastéroïde de grande taille) traverse ses anneaux, sa force de gravitation les déformerait et les détruirait. Autre possibilité, sur plusieurs millions d'années, les anneaux de Saturne se rapprochant de la planète, ils pourraient finir par s'écraser sur elle. Par contre, l'un de ses anneaux est en permanence alimenté par la matière éjectée par les geysers de l'une de ses lunes, Encelade.

Structure interne de Saturne[modifier | modifier le wikicode]

Schéma de la structure interne de Saturne

La structure interne de Saturne est surprenante, elle possède quatre couches :

  • en dessous de son atmosphère se trouve un manteau gazeux d'hydrogène et d'hélium, qui représente la plus grande partie du volume de Saturne ;
  • en dessous, il y a une forme étrange d'hydrogène, puisqu'il est liquide ;
  • encore plus bas, il y a de l'hydrogène métallique, une forme encore plus étrange de ce gaz, celui-ci est également liquide, mais aussi sous forme de métal. Il génère le champ magnétique de la planète ;
  • le noyau, lui, est rocheux, mais sa température atteint les 12 000 °C.

Le noyau de Saturne est si chaud qu'elle génère sa propre chaleur, en fait 80 % plus d'énergie qu'elle n'en reçoit du soleil.

De l'observation à l'exploration[modifier | modifier le wikicode]

Les premières observations[modifier | modifier le wikicode]

Saturne est connue depuis la préhistoire, car elle est visible à l'œil nu. Pendant l'Antiquité, elle a été associée à plusieurs mythologies. Elle a été baptisée Saturne d'après le dieu romain des récoltes, qui est l'équivalent de Cronos pour les Grecs. Les Babyloniens, eux, ont observé le mouvement de Saturne. Le savant grec Ptolémée est parvenu à calculer son orbite.

La première observation de Saturne a été faite par l'astronome italien Galilée en 1610. En voyant les anneaux, Galilée ne comprend pas ce qu'il voit, il pense que Saturne a des oreilles. En 1612, l'astronome observe Saturne, mais les anneaux ont disparu, puis ils réapparaissent l'année suivante. En réalité, la Terre était passée dans le plan des anneaux, et comme ils sont très fins, ils étaient alors invisibles depuis la Terre. Ce phénomène se produit régulièrement.

En 1655, le Néerlandais Christian Huygens découvre un point brillant autour de Saturne : il s'agit de son plus grand satellite naturel, Titan. L'année suivante, il comprend que la planète possède un anneau, mais il pense qu'ils sont solides, et qu'on peut marcher dessus.

Plus tard, en 1675, l'astronome Jean-Dominique Cassini remarque que l'anneau de Saturne est composé de plusieurs petits anneaux.

Près de 200 ans plus tard, en 1859, l'astronome James Clerk Maxwell pense que les anneaux sont composés de particules ; son hypothèse a été confirmée en 1895 grâce à des observations effectuées par James Keeler.

L'exploration au XXe siècle[modifier | modifier le wikicode]

Saturne vue par Voyager 2.

Durant le XXe siècle, plusieurs sondes spatiales ont survolé Saturne et ont permis de faire de nombreuses découvertes.

La première sonde à avoir atteint Saturne est Pioneer 11 le 1er septembre 1979. Elle passe à 21 000 km de la planète, et prend quelques photos à basse résolution de Saturne et certains de ses satellites. Les photos ont permis de découvrir l'anneau F de Saturne, qui se situe à l'écart des autres anneaux, mais la qualité n'était pas suffisante pour avoir des détails de sa surface.

En novembre 1980, la sonde Voyager 1 est passée près de Saturne, à 124 000 km. La sonde a pu envoyer les premières images de bonne qualité de Saturne et a également permis la découverte d'une atmosphère sur son plus gros satellite, Titan.

La sonde Voyager 2 a survolé Saturne en 1981 pour continuer les études. Malheureusement, la caméra est coincée pendant 2 jours, ce qui a empêché la sonde de prendre certaines photographies correctement.

Le XXIe siècle - Cassini[modifier | modifier le wikicode]

En 2004, la sonde Cassini se met en orbite autour de Saturne. Elle emporte à bord l'atterrisseur Huygens, qui se pose sur Titan.

Cette sonde a découvert de nouveaux anneaux, des lacs d'hydrocarbure sur Titan, et a fait un très grand nombre de photos de Saturne et de ses lunes. Elle a aussi pu observer des tempêtes comme celle de 2011.

À l'origine, la mission devait durer jusqu'à 2008, mais elle a été prolongée plusieurs fois, et s'est terminée en 2017.

Saturne éclipsant le soleil, vue par Cassini.

Les lunes de Saturne[modifier | modifier le wikicode]

Encelade, l'une des lunes les plus connues de Saturne

Saturne possède de nombreux satellites naturels. On en connaît 62 pour l'instant, dont 34 mesurent moins de 10 kilomètres de diamètre. 14 autres mesurent entre 10 et 50 km de diamètre. Le plus grand satellite de Saturne, Titan, est aussi gros que la planète Mercure. Il est aussi le seul satellite du système solaire possédant une atmosphère, celle-ci étant composée essentiellement d'azote et d'un peu de méthane. Il y fait si froid (-200°C) que le méthane peut devenir liquide : il peut donc y avoir des pluies, et des lacs peuvent se former.

Les autres satellites de Saturne ne possèdent pas d'atmosphère, mais ils restent très intéressants. Encelade possède des geysers crachant de la glace : cela signifie qu'il y a de l'eau liquide sous sa surface gelée, qui pourrait être réchauffée par un noyau brûlant. L'eau sortant des geysers gèle immédiatement à cause du froid. Il se peut qu'il y ait de la vie dans l'eau d'Encelade, mais si elle existe, ce seront des organismes unicellulaires, comme des microbes et des bactéries.

Une autre de ses lunes, Mimas, est connue pour son cratère. La cause est l'impact d'un astéroïde. Si celui-ci avait été un peu plus grand, Mimas aurait pu être détruite et serait devenue un nouvel anneau autour de Saturne.

Mimas et son énorme cratère

Les principales lunes de Saturne :

Saturne dans la culture[modifier | modifier le wikicode]

Saturne est très connue dans la fiction en raison de ses anneaux qui ont inspiré les écrivains.

Le 5e mouvement de l'orchestre Les Planètes de Gustav Holst est « Saturne, celui qui apporte la vieillesse ».

Le livre Les anneaux de Saturne d'Isaac Asimov se passe sur les lunes de Saturne, notamment sur Titan. Il est sorti en 1958, à l'époque où l'on ne connaissait que neuf lunes autour de Saturne, et il s'agit du dernier livre publié par Asimov. Dans un autre de ses livres, The Martian Way, les colons, en train de coloniser Mars, utilisent un morceau de glace provenant des anneaux de Saturne pour le faire fondre et obtenir de l'eau.

Isaac Asimov a aussi créé des livres scientifiques vulgarisés, dont un qui parle de Saturne, Saturne et sa parure d'anneaux.

Certains épisodes de Star Trek se passent autour de Saturne. Dans l'épisode Demain est hier, ils dirigent la première sonde spatiale ayant pour but d'atteindre Saturne. Cet épisode est sorti en 1967. Depuis, des sondes spatiales ont déjà atteint Saturne. Dans Le premier devoir, l'histoire se déroule près de Saturne, avec un centre d'évacuation d'urgence sur sa lune Mimas. Dans le film Star Trek (2009), l'USS Entreprise se cache derrière Titan, le champ magnétique de Saturne lui servant de bouclier protecteur.

Voir aussi[modifier | modifier le wikicode]

Liens internes[modifier | modifier le wikicode]

Lien externes/sources[modifier | modifier le wikicode]

Note[modifier | modifier le wikicode]

  1. Le calcul de la somme donne 98,3106 % et non 100 %
Article mis en lumière la semaine du 26 septembre 2016.
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