1 Juin 2016

La planète Saturne

Saturne est la 2e planète géante gazeuse en partant du Soleil et la 2e plus grande planète du Système solaire après Jupiter.

La planète saturne

Elle est principalement composée de 2 gaz et ne possède pas de véritable surface solide : en volume, 96 % d’hydrogène (H2), 3 % d’hélium (He), et 1 % d’autres éléments. Sa densité est très faible, à tel point qu’elle pourrait flotter si elle était plongée dans l’eau.

Caractéristiques de la planète Saturne

Le noyau de saturne

Il est probablement constitué d’un mélange de roche et de métal fondu, avec une température de plus de 11 700°C et un diamètre d’environ 25 000 km.

 

Celui-ci est entouré d’hydrogène métallique liquide, où l’hydrogène est sous forme atomique, ce qui crée un océan de métal liquide conducteur d’électricité doté de courants qui génèrent le puissant champ magnétique de Saturne.

Puis vient une couche d’hydrogène liquide atteignant 6 000°C, qui provient d’une condensation progressive de l’hydrogène moléculaire (H2).

La dernière couche correspond à l’atmosphère, principalement composée de gaz de dihydrogène et d’hélium, et parsemée de nuages formés à partir de la condensation de différents composés chimiques, dont l’ammoniac et l’eau. Les vents peuvent y atteindre 1 800 km/h.

Saturne est aussi entourée par la plus grande formation d’anneaux du Système solaire (plus de 270 000 km de diamètre pour l’anneau A). Son épaisseur est de l’ordre de 1 km mais peut localement se réduire à quelques dizaines de mètres. Ils contiennent des milliards de morceaux de glace d’eau, et chaque grand anneau est composé de nombreux petits anneaux étroits. Les anneaux principaux sont séparés par des divisions composées de matière sombres. Les principales divisions sont créées par des effets de résonance avec des satellites plus lointains.

Saturne en chiffres

  • Diamètre moyen : 120 536 km
  • Masse (Terre = 1) : 95,2 soit 568,4.1021 t
  • Masse volumique moyenne : 687 kg/m3
  • Gravité à l’équateur (Terre = 1) : 1,02 soit 10,44 m/s2
  • Distance moyenne du Soleil (Terre-Soleil = 1 UA) : 9,54 UA soit 1 milliard et 430 millions de km
  • Inclinaison de l’axe de rotation : 26,7°
  • Période de rotation (cycle diurne) : 10,66 h, soit 10 h 39 min
  • Période de révolution autour du Soleil : 29,46 années terrestres, soit 10 747 jours terrestres
  • Température au sommet des nuages : -140°C
  • Lunes : 62 connues à ce jour, et des centaines de mini-lunes d’environ 1 km

le système saturnien

62 satellites sont officiellement reconnus et forment le système saturnien.

Parmi eux, 7 satellites sont assez grands pour que la gravité leur ait donné une forme sphérique : Mimas, Encelade, Téthys, Dioné, Rhéa, Titan et Japet.

Titan est notamment le seul satellite du Système solaire avec une atmosphère dense constitué principalement de diazote et d’un peu de méthane : il possède un cycle climatique complexe, avec en surface du méthane et de l’éthane en phase liquide s’évaporant et retombant sous forme de pluie. La surface est composée principalement de glaces, et sa température moyenne est de -179°C. Avec un diamètre de 5 150 km, c’est aussi le plus grand des satellites de Saturne, gravitant à une distance de 1,2 million de km sur une orbite parcourue en 15 jours et 22 h.

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Image infrarouge de Titan depuis la sonde Cassini
Crédits : NASA/JPL/University of Arizona/University of Idaho.

La planète Saturne avec ses satellites Mimas, Encelade et Téthys par Cassini.
Crédits : NASA.

Participation du CNES

La mission Cassini-Huygens a pour objectif l’exploration de la structure et de l’environnement de Saturne et de ses satellites naturels, ses lunes :  Titan, Encelade, Rhéa… Lancée en 1997, l'orbiteur Cassini a largué la sonde Huygens à la surface de Titan en 2004. Le CNES participe à la réalisation de la moitié des expériences scientifiques embarquées sur l’orbiteur et la sonde et au stockage d'une partie des données de la mission.

Fruit d’une coopération exemplaire entre l’Europe et les Etats-Unis, Cassini-Huygens, est la 1ere mission consacrée exclusivement à l'exploration de Saturne et de ses lunes. Elle prendra fin le 15 septembre 2017 en plongeant dans l'atmosphère de la géante gazeuse.

La sonde Huygens se séparant de l'orbiteur Cassini en 2005.
Crédits : NASA/JPL/Caltech.