Saturne : les secrets de ses anneaux, satellites et sondes spatiales

Saturne : les secrets de ses anneaux, satellites et sondes spatiales SATURNE. La géante gazeuse livre peu à peu ses secrets, au fil des explorations spatiales. Partons à la découverte de l'origine de ses anneaux, de ses particularités mais également de sa place dans le système solaire. Venez découvrir quand l'observer au télescope et quand profiter de la prochaine opposition !

[Mis à jour le 27 mai 2022 à 17h58] Un océan serait-il caché sous la surface de Mimas, l'une des nombreuses lunes de Saturne ? C'est la théorie que propose Alyssa Rhoden, planétologue américaine. Mais cette hypothèse n'est pas la première en son genre. Depuis plus de 10 ans, les satellites saturniens font l'objet de recherches visant à déterminer si la vie a pu ou non apparaître sur l'un d'eux. A l'instar des satellites galiléens de Jupiter, plusieurs lunes de Saturne comme Encelade et désormais Mimas semblent constituer des environnements propices à la présence d'eau liquide et potentiellement à l'apparition de la vie.

À une distance de presque 1 milliard et demi de kilomètres du Soleil, Saturne offre un monde de gaz, orné de nombreux anneaux si fins qu'ils semblent presque solides vus de la Terre. La géante gazeuse n'offre aucune surface solide, mais seulement une atmosphère à la composition comparable à celle de sa voisine Jupiter, ne permettant qu'une exploration au moyen de sondes orbitales. Depuis les années 70, de nombreuses missions ont approché la planète aux anneaux pour tenter de lever le voile sur ce monde mystérieux et lointain. Aujourd'hui, faisons le point sur Saturne et ses particularités.

Quelles sont les particularités de la planète Saturne ?

Découverte par Galilée en 1610, Saturne est une planète qui ne passe pas inaperçue. Ornée d'une multitude de superbes anneaux, elle constitue un objet d'étude fascinant pour les astronomes qui se passionnent pour cette géante gazeuse hors normes. Avec 82 satellites reconnus, il s'agit de la planète du système solaire possédant le plus de lunes orbitant autour d'elle. C'est également la planète la moins dense du système solaire. 8 fois moins dense que la Terre, elle flotterait dans une (très grande) baignoire remplie d'eau.

Saturne
Planète Saturne © magann - stock.adobe.com

En plus de ses anneaux caractéristiques, Saturne arbore également un motif géométrique surprenant, découvert par la sonde Voyager et photographié par la sonde Cassini. Il s'agit en réalité d'une tempête de forme hexagonale faisant rage au niveau du pôle nord de la planète. Sa taille est aussi démesurée que la planète qui l'héberge puisque cette tempête pourrait accueillir trois fois la Terre dans sa largeur.

Enfin, Saturne se démarque également par sa forme aux pôles aplatis. C'est sa nature gazeuse et donc fluide qui entraîne une déformation de la sphère sous l'effet de la vitesse de rotation particulièrement rapide de la planète.

Comment se sont formés les anneaux de Saturne ?

Le processus qui a mené à la formation des superbes anneaux de Saturne est encore flou. Il existe de nombreuses théories qui tentent de retracer l'origine de ces ornements qui font de Saturne une planète si reconnaissable. D'après une étude menée par l'astrophysicienne Robin Canup, et développée dans un article de Science et Avenir, on pourrait trouver les origines des anneaux de Saturne dans un satellite qui se serait écrasé sur la planète. Constitués principalement de glace d'eau, les anneaux de Saturne pourraient s'être formés à partir d'un satellite qui se serait heurté à la planète. La force de gravité de Saturne aurait expulsé la glace en bandes, formant ainsi ses anneaux. Le reste du corps céleste se serait écrasé sur la surface de la planète géante.

D'autres théories plus récentes avancent que ce sont des corps glacés issus d'un réservoir appelé ceinture de Kuiper, situé au-delà de l'orbite de Neptune, qui se seraient retrouvés à proximité de Saturne. La force de gravité de la géante gazeuse aurait pu ainsi ainsi disloquer la croûte externe et glacée de ces objets et capturer leur glace, formant ainsi des anneaux, comme l'explique un article paru dans le magazine Pour la Science.

Si elle n'a pas permis de lever le voile sur l'origine des anneaux de Saturne, la sonde Cassini a toutefois permis d'obtenir des images époustouflantes de cette particularité de la planète :

Saturns signature rings are perhaps the most recognized feature of any world in our solar system. Before its graceful farewell, @CassiniSaturn spacecraft spent more than a decade exploring the icy ring system more closely than any spacecraft before it: https://t.co/vz8anHKdgL pic.twitter.com/q2iYdWbzlg

Le débat n'est donc pas tranché concernant l'origine des anneaux de Saturne. Mais il ne l'est pas non plus au sujet de leur date de formation. Certains scientifiques estiment que ces objets auraient vu le jour au moment de la formation de la planète il y a 4,5 milliards d'années. D'autres pensent qu'ils sont largement ultérieurs et auraient pu se former à l'époque où les dinosaures peuplaient la Terre, ce qui leur donnerait un âge de 10 à 100 millions d'années. C'est l'hypothèse que propose une étude américaine, reprise dans un article de National Geographic. Les recherches se succèdent mais ne s'accordent toujours pas sur ce point.

Quelle est la taille de Saturne ?

Saturne est la deuxième plus grande planète du système solaire après sa voisine Jupiter. Elle mesure 116 460 kilomètres de diamètre. Saturne pourrait donc accueillir plus de 9 fois la Terre dans sa largeur.

Quelle est la température de Saturne ?

Saturne est située à plus de 1,4 milliard de kilomètres du Soleil. Elle reçoit ainsi peu de chaleur de la part de notre étoile. Sa température est donc froide et oscille entre -189°C et -139°C.

Quelle est la composition de Saturne ?

Derrière son atmosphère gazeuse, Saturne renferme un noyau solide qui représente près de 60% de son diamètre. Ce dernier est composé d'un mélange de roches, de glace, ainsi que d'hydrogène et d'hélium. Cette composition a été mise en évidence par une étude publiée en 2021 dans la revue Science par les chercheurs Mankovich et Fuller. Ces derniers ont étudié le cœur de la planète en mesurant des vibrations observées au niveau des anneaux de Saturne. "Ce noyau diffus ressemble à une sorte de boue. Les gaz d'hydrogène et d'hélium se mélangent graduellement avec une quantité de plus en plus importante de glace et de roches à mesure qu'on s'enfonce au centre de la planète", a déclaré Christopher Mankovich dans un communiqué du Caltech, California Institute of Technology.

L'atmosphère de Saturne est constituée principalement d'hydrogène mais également d'hélium et d'autres composants en plus petites quantités comme du méthane, de la vapeur d'eau ou encore de l'ammoniac. L'atmosphère de la planète a été étudiée par la sonde Cassini, dont la mission s'est achevée en 2017 après 13 ans en orbite autour de Saturne.

Quel est le nombre de satellites de Saturne ?

Avec 82 lunes confirmées et probablement bien plus en réalité, Saturne est la planète du système solaire possédant le plus grand nombre de satellites. Si certains comme Tethys, Mimas ou encore Rhéa sont connus des passionnés d'astronomie, les principaux restent Titan et Encelade. Ces derniers passionnent les chercheurs depuis plusieurs décennies et deviennent à eux seuls l'objet de projets de recherches entiers.

Si Saturne possède autant de satellites, c'est principalement du fait de sa grande taille qui implique une grande force de gravité. De la même manière que Jupiter, Saturne attire ainsi les corps qui passent à proximité. Il arrive que ces derniers se placent en orbite autour de la planète et deviennent des satellites.

Le plus grand des satellites de Saturne est Titan qui présente un diamètre de 5 149 kilomètres, ce qui fait de lui une des rares lunes plus grosses que la planète Mercure. Titan est connu pour être le seul satellite du système solaire à posséder une atmosphère épaisse. Il est également parsemé de lacs remplis de méthane liquide.

Encelade est pour sa part un monde gelé, recouvert de glace. La sonde Cassini, qui s'est approchée de cette lune, a capturé des images de geysers projetant à des centaines de kilomètres des particules de glace d'eau. Cette découverte a ouvert la voie à de nombreuses théories concernant la possibilité de l'émergence d'une forme de vie au sein d'un océan situé sous la glace recouvrant Encelade. Les prochaines missions spatiales pourraient nous en apprendre plus sur ces hypothèses.

Quelle est la position de Saturne dans le système solaire ?

Au sein du système solaire, Saturne se trouve entre les planètes Jupiter et Uranus. Elle est donc située en 6e position dans l'ordre des planètes en partant du Soleil. Elle fait partie du système solaire extérieur au même titre que Jupiter, Uranus et Neptune.

Quelle est la couleur de Saturne ?

Saturne est d'une couleur jaune orangé, due à la présence d'ammoniac dans son atmosphère. Mais ce qui rend Saturne reconnaissable parmi les autres planètes est son ensemble d'anneaux particulièrement visibles.

Quelle est la rotation de Saturne ?

Saturne effectue un tour sur son axe en 10 heures et demie alors que la Terre en met 24. Les journées sont donc bien plus courtes sur Saturne que sur notre planète. Cela signifie que Saturne tourne plus vite sur elle-même que la Terre.

Quelle est la durée de la révolution de Saturne ?

Une révolution est le temps que met une planète à effectuer un tour du Soleil sur son orbite. Sur Terre, ce tour équivaut à 365 jours, c'est-à-dire une année. Saturne, pour sa part, met 29,5 années terrestres à faire le tour de notre étoile. Une année sur cette planète équivaut donc à plus de 29 années sur Terre.

Quelle est la distance entre la Terre et Saturne ?

La distance moyenne qui nous sépare de Saturne est de 1,25 milliard de kilomètres. Cette distance représente 8,4 fois la distance entre la Terre et le Soleil. Ainsi, les sondes que la NASA a envoyées sur Saturne ont mis chacune entre 5 et 7 ans pour atteindre leur objectif alors que celles envoyées sur Mars par exemple ne mettent que quelques mois. Cette distance considérable rend les missions d'exploration particulièrement difficiles à organiser.

Quelle est la distance entre le Soleil et Saturne ?

Saturne est située à 1,43 milliard de kilomètres du Soleil. A titre de comparaison, la Terre se trouve à 150 millions de kilomètres de notre étoile. Cette distance correspond à plus de 9 fois la distance qui nous sépare du Soleil. Saturne est tellement loin du Soleil qu'elle reçoit très peu de chaleur. C'est pourquoi il fait si froid sur cette planète.

Quelle exploration de Saturne ?

La première sonde à survoler Saturne est Pioneer 11 en 1979. Envoyée en 1973, Pioneer 11 commence par traverser la grande ceinture d'astéroïdes puis le système jovien, avant d'arriver à proximité de Saturne. Elle ouvre ainsi l'exploration de cette dernière en étant la première sonde à s'en approcher autant. Durant son survol, Pioneer visitera les anneaux externes et prendra les premières photos de Saturne. Cette première image ci-dessous, prise en 1979, sera la première d'une longue série, complétée aujourd'hui par les clichés des sondes modernes.

Lancées en 1977, les sondes Voyager 1 et Voyager 2 survolent Saturne tour à tour en 1980 et 1981. Elles apporteront des données scientifiques sur la composition de l'atmosphère de Saturne mais également sur ses satellites. Voyager 2 transmettra même des mesures de la pression et de la température qui règnent dans l'atmosphère de la planète. De nombreuses photos de Saturne, des anneaux qui l'ornent ainsi que de ses satellites, ont ainsi été récoltées et ont permis d'ouvrir la voie aux missions suivantes.

Dans les années 80, le projet d'une mission internationale se met en place entre l'Agence spatiale européenne et la NASA. L'Europe fournira un atterrisseur : Huygens, et la NASA s'occupera de l'orbiteur : Cassini, qui transportera cette dernière. C'est ainsi que la mission Cassini-Huygens voit le jour. La sonde est lancée en 1997 et atteint le système saturnien en 2004. Avant de se placer en orbite autour de la géante gazeuse, Cassini largue Huygens au-dessus de la plus grosse lune de Saturne : Titan.

L'atterrisseur n'est pas prévu pour se poser sur le satellite. Il doit seulement traverser l'atmosphère et effectuer puis transmettre un maximum de mesures sur sa composition notamment. En effet, l'atmosphère de Titan est si épaisse qu'il est impossible de voir sa surface et de connaître la nature du sol. Un atterrissage est donc très difficile à envisager. Cependant, après une descente sans encombre et le déploiement de plusieurs parachutes, Huygens parvient finalement à se poser sur le sol de Titan et pourra ainsi transmettre de nombreuses données sur la composition de ce dernier. Il aura également pris plusieurs photos de la surface du satellite et reste à ce jour, le véhicule spatial s'étant posé le plus loin de la Terre.

Panorama de Titan vu par #Huygens lors de sa descente.

Crédits : ESA/NASA/JPL/University of Arizona pic.twitter.com/vCUBf9IiLE

Cassini poursuit sa mission autour de Saturne et pendant 14 ans, la sonde effectuera de nombreuses mesures et manœuvres. Elle explorera ainsi les anneaux de Saturne, la structure et la composition de la planète elle-même ainsi que les nombreuses lunes qui gravitent autour d'elle. Cassini est la mission spatiale qui a le plus fait avancer les connaissances des chercheurs sur la lointaine géante gazeuse. "Cassini a produit un trésor de découvertes, qui nous ferons réécrire les ouvrages de science planétaire sur de nombreux sujets", estime Nicolas Altobelli, de l'Agence spatiale européenne (ESA) lors d'une prise de parole à l'occasion de la fin de la mission Cassini-Huygens en 2017.

L'image du jour est une image impossible à faire depuis la Terre: Saturne de nuit. Heureusement, la sonde Cassini, en orbite autour de la planètes aux anneaux géants, nous a permis de photographier ce moment magique! pic.twitter.com/KiYJ5GBKeU

En 2017, la sonde est à court de carburant. Elle est alors envoyée volontairement s'écraser vers Saturne afin d'éviter qu'elle ne rencontre une des multiples lunes de la géante gazeuse qui sont encore des objets de recherche de premier plan, en particulier en ce qui concerne la recherche d'une forme de vie extra-terrestre.

La NASA prévoit d'envoyer une nouvelle sonde dans le système saturnien en 2026. Il s'agit de la mission Dragonfly qui a pour objectif d'étudier le satellite Titan. L'atterrissage est prévu pour 2032 et la mission devrait durer au moins 2 ans et demi. La sonde envoyée ne sera pas un rover similaire à ceux qu'on envoie sur Mars mais plutôt un type de drone qui effectuera des petits vols à la surface de Titan.

Est-ce que Saturne a une atmosphère ?

Saturne possède une atmosphère composée de gaz assez semblable à celle de Jupiter. Celle-ci contient principalement de l'hydrogène, une petite part d'hélium et quelques autres composants comme du méthane, de la vapeur d'eau ou en encore de l'ammoniac en faibles quantités. On retrouve ce type d'atmosphère constituée d'hydrogène et d'hélium dans les quatre planètes gazeuses du système solaire : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

Est-ce que l'on peut vivre sur Saturne ?

La vie sur Saturne semble difficile à concevoir pour plusieurs raisons. D'une part, l'atmosphère de la planète n'est pas respirable pour l'Homme à cause de sa composition. Sa température extrêmement basse est également incompatible avec la vie humaine. Enfin, il est impossible de marcher sur la planète puisque celle-ci ne possède pas de surface solide. Si vous essayiez de poser le pied sur Saturne, vous vous enfonceriez dans son atmosphère gazeuse vers les profondeurs de la planète subissant des températures et des pressions extrêmes.

Quand observer Saturne en 2022 ?

En 2022, Saturne sera visible dans le ciel à partir du mois de Mars. La période la plus favorable pour l'observer correspond aux mois de juillet et août, en particulier les semaines qui précèdent et qui suivent l'opposition de Saturne, le 14 août 2022. A cette période, la géante gazeuse sera plus proche de la Terre et sera donc davantage visible dans le ciel.

Ainsi Saturne sera visible la deuxième moitié de la nuit à partir du début de l'été et restera observable jusqu'au mois d'octobre. Si Saturne ne devrait pas monter très haut dans le ciel étoilé, son observation reste possible durant cette période grâce à sa proximité avec la Terre.

Quelle est la date d'opposition de Saturne ?

La prochaine opposition de Saturne aura lieu le 14 août 2022. A cette date, la Terre se trouvera entre le Soleil et Saturne. Cette dernière sera donc au plus proche de la Terre autour de cette date. Ce sera le moment de l'année le plus propice pour l'observer. Cette opposition sera suivie de celle de Jupiter au mois de septembre.

Comment observer Saturne avec un télescope ?

Saturne fait partie des planètes facilement visibles depuis la Terre. Vous n'avez pas besoin d'investir dans du matériel haut de gamme pour en profiter ! Un télescope d'un diamètre de 80mm et une carte du ciel suffiront. Un grossissement de 100 vous permettra de voir la planète mais si vous voulez obtenir plus de détails, vous pouvez opter pour un grossissement de 200 ou plus.

Quelques satellites de Saturne peuvent être observés au télescope. Il s'agit des plus gros : Titan, Rhéa, Japet, Thetys et Dioné qui peuvent être visibles si les conditions s'y prêtent. Cependant, avec un télescope d'entrée de gamme, vous ne pourrez probablement voir que Titan, le plus gros d'entre eux.

En 2022, Saturne évoluera principalement dans la constellation du Capricorne. Elle est assez brillante pour être visible mais il est plus simple de la repérer grâce à une carte du ciel via une application sur smartphone ou encore un outil comme la carte du ciel en ligne proposée par le site Stelvision.

Quand Jupiter rencontre Saturne ?

Tous les 20 ans, les orbites de Jupiter et de Saturne se rapprochent, permettant aux deux planètes de venir se placer à proximité l'une de l'autre. Une proximité toute relative puisque même à leur point le plus proche les deux géantes sont toujours séparées de plusieurs centaines de millions de kilomètres. Mais depuis la Terre, cette rencontre céleste reste spectaculaire et permet de visualiser les deux planètes quasiment côte à côte.

La prochaine conjonction aura lieu le 31 octobre 2040. Mais cet évènement ne sera pas aussi spectaculaire que la Grande conjonction Jupiter-Saturne du 21 décembre 2021. Pour observer un rapprochement aussi impressionnant, rendez-vous en 2080 !

Quel est le symbole de Saturne ?

Le symbole astronomique de Saturne représente une faucille. Cet objet se rapporte à la mythologie romaine dans laquelle le dieu Saturne était associé à l'agriculture.

Saturne
Symbole de Saturne © Alex - stock.adobe.com

Pourquoi la planète Saturne s'appelle Saturne ?

Le nom de la planète Saturne provient du dieu romain de l'agriculture. Les autres planètes du système solaire ont également été nommées d'après des figures des mythologies grecque et romaine. Afin de garder une certaine homogénéité, les dernières planètes découvertes ont également hérité de noms empruntés à la mythologie.

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