Saturne est l'un des spectacles les plus impressionnants
du système solaire. Avec la Terre, c'est
la planète la plus facile à identifier.
Saturne est bien sûr célèbre
pour son système d'anneaux, mais, étant
un objet très lumineux dans le ciel nocturne,
cette planète est connue depuis des milliers
d'années.
Actuellement, l'exploration d'un de ses satellites,
Titan, est en cours. Les premières images
commencent à nous parvenir.
Caractéristiques de Saturne
Saturne gravite autour du Soleil, à une distance de 1 427
millions de kilomètres, presque deux fois la distance de
Jupiter.
Se déplaçant à une vitesse moyenne de 9,66
kilomètres par seconde, Saturne met plus de 29 ans pour accomplir
une révolution autour du Soleil.
Une journée saturnienne dure 10,5 heures, la vitesse de
rotation est identique à celle de Jupiter.
Saturne possède un point commun avec les autres géantes
gazeuses, son équateur présente un renflement causé
par sa rotation rapide.
Saturne est 95 fois plus massive que la Terre, et possède
un volume 760 fois supérieur. Cependant, Saturne détient
la plus faible densité de toutes les planètes, inférieure
à celle de l'eau. Si l'on trouvait un gigantesque océan,
Saturne pourrait y flotter.
Comparaison entre
Saturne et la Terre. Montage effectué à
partir de deux photos de la Nasa
Saturne possède un champ magnétique 600 fois plus
puissant que celui de la Terre.
L'atmosphère de Saturne semble calme, mais, en réalité,
les conditions y sont très rigoureuses.
Bien qu'un modèle du centre de Saturne puisse être
réalisé par ordinateur, les connaissances
actuelles concernant le centre ne sont que théoriques.
Il se compose d'hydrogène métallique,
comme celui de Jupiter, mais diffère dans
le sens qu'il pourrait renfermer une "pluie
d'hélium", élément absent
des autres géantes gazeuses.
L'origine et l'évolution
de Saturne
L'origine de Saturne est maintenant relativement bien connue ;
on sait que la planète est semblable aux
autres géantes gazeuses, toutefois, certaines
questions, concernant l'origine du système
d'anneaux, restent sans réponse.
Les anneaux de Saturne représentent
son aspect le plus caractéristique. Découverts par
Galileo, en 1610, ils furent, au départ, mal interprétés,
et il fallut attendre 1659 pour comprendre leur véritable
nature. Même maintenant, après qu'ils aient été
explorés par des sondes spatiales, leur origine comme leur
fonctionnement restent incertains.
Saturne possède trois anneaux principaux : l'anneau A (le
plus externe), puis le B et le C en se rapprochant
de la planète. L'anneau C, moins brillant
que les deux autres, est connu sous le nom d'anneau
de Crêpe ou "Dusky". Les anneaux
A et B sont séparés par une division
abrupte, de 4 000 kilomètres, que l'on
appelle division de Cassini, d'après le
nom de l'astronome qui l'a découverte.
Les anneaux sont constitués de petites roches, dont la
taille varie de la minuscule poussière
au bloc d'un mètre de diamètre,
ces derniers étant, toutefois, assez rares.
La plupart des matières constituant les
anneaux ne font que quelques centimètres,
les poussières étant, elles, présentes
en grande quantité.
Certains anneaux contiennent une proportion importante de particules
de glace.
Le survol des anneaux, effectué par la sonde Voyager, établit
que les anneaux ne faisaient que 150 mètres d'épaisseur.
La sonde américaine Cassini-Huygens a permis aux chercheurs
fin juin 2004 de mieux étudier les anneaux de saturne. Les
chercheurs savent aujourd'hui que les anneaux les plus éloignés
de la planète Saturne sont faits de glace plus pure que ceux
du centre. La conclusion est que les anneaux ne se sont pas tous
formés en même temps sinon l'ensemble serait homogène.
Ce seraient des comètes d'origine plus récente qui,
en se désagrégeant, auraient formé les anneaux
à l'extérieur.
Les satellites de Saturne. L'exploration de Titan
Saturne possède une grande famille de satellites. Plusieurs
d'entre eux sont de petite taille, et ne présentent plus
d'activité géologique.
Reconstitution
de Saturne et de ses satellites. Montage effectué
avec plusieurs photos de la Nasa
Titan, le plus gros satellite, est aussi
l'un des plus intéressants. Il est possible qu'il renferme
des océans ; il est l'un des objectifs de la mission Cassini
Huygens.
Après un voyage interplanétaire de plus de sept ans,
la sonde européenne Huygens, qui s’est posée
sur Titan, est parvenue à transmettre les premières
informations sur ce mystérieux satellite de Saturne. Un astre
congelé qui offre des similitudes avec la Terre avant l’apparition
de la vie.
Dans la nuit de Noël, la sonde Huygens s’est détachée
de son transporteur, l’orbiteur Cassini avec qui elle a voyagé
depuis son départ de la Terre, pour mettre le cap sur Titan,
la plus grosse des lunes de Saturne. L’engin de 2,7 mètres
de diamètre et de 350 kg a pénétré vendredi
matin dans l’atmosphère orangée de l’astre
et, pendant les 140 minutes qui l’ont séparé
de son «titanissage», est parvenu avec succès
à collecter toute une première série d’informations,
notamment sur la composition chimique de l’espace qu’il
a traversé. La sonde Huygens a ainsi prélevé
des échantillons qui aideront à déterminer
la composition atmosphérique et prise des mesures sur les
vents, pressions et précipitations qui règnent sur
l’astre. Mais elle a aussi capté des sons inédits
et pris, à des altitudes différentes, une trentaine
de photographies de cette lune de 5 000 km de diamètre, l’un
des objets les plus mystérieux de notre système solaire.
L’Agence spatiale européenne
a notamment diffusé les premiers clichés noir et blanc
pris de Titan, qui se situe à un milliard et demi de km de
la Terre. Les trois premières photos ont montré ce
qui semble être des blocs de glace, des canaux, des rivages
et des îles qui ne sont pas sans évoquer, estiment
les chercheurs, la surface de la Terre ou encore celle de Mars.
«C’est comme une machine à remonter le temps,
nous devrions trouver sur Titan les conditions qui ont prévalu
sur notre planète il y a 3,8 milliards d’années,
avant l’arrivée de la vie», s’est félicité
Jean-Pierre Lebreton, le directeur de la mission Huygens à
l'ESA.
L’un des clichés, pris à 16 km de la surface
de l’astre, dévoile de vastes plaines recouvertes de
roches.
«Clairement il y a une substance liquide coulant sur la surface
de Titan», a commenté le scientifique pour qui certains
canaux «ressemblent presque au delta d’une rivière».
Le troisième cliché, enfin, découvre des zones
claires et des tâches sombres qui, selon Marty Tomasko, «évoquent
des zones qui ont été inondées ou qui le sont
actuellement».
Saturne possède 19 satellites
répertoriés, dont le rayon varie de 7,5 Km à
2 575 Km pour Titan, plus grand que Mercure.
Après Titan, Rhéa et Japet sont les deux plus grands
satellites de Saturne. Bien que de taille semblable, ils présentent
des différences.
La surface de Rhéa est dominée par des cratères
fortement érodés, comme sur la Lune, tandis que l'on
trouve sur Japet une matière sombre pouvant avoir jailli
du centre.
Saturne et Uranus possèdent les plus grandes familles de
satellites du système solaire. Parmi les satellites de Saturne,
tous, à une exception près, mesurent entre 20 et environ
1 000 kilomètres de diamètre.
La découverte des satellites
Titan fut le premier satellite découvert par Christian
Huygens, scientifique hollandais, en 1655. En 1671, Cassini repéra
Japet, puis Rhéa en 1672, et enfin Dioné et Téthys
en 1684.
Il fallut attendre plus d'un siècle pour observer d'autres
satellites saturniens. En 1789, l'astronome britannique William
Herschel rapporta la découverte de deux nouveaux satellites
: Mimas et Encelade.
Au cours des années 1960, lors d'observations effectuées
dans le plan des anneaux (c'est-à-dire lorsque les anneaux
de Saturne sont visibles par la tranche depuis la Terre), un autre
satellite, habituellement caché par l'éclat lumineux
des anneaux, fut découvert.
Il fallut, toutefois, attendre la mission Voyager qui confirma
la présence de Janus. A l'aide d'images, prises par Voyager,
de nombreux autres petits satellites furent répertoriés
au début des années 1980, dont Prométhée
et Pandore ainsi qu'Atlas et Epiméthée.
Titan
Les Titans étaient un groupe de géants, progéniture
d'Uranus et de Gaïa. Ils combattirent Zeus et les dieux de
l'Olympe pour le pouvoir des cieux.
L'atmosphère de Titan est à près de 94% composée
d'azote, et il a été avancé qu'elle pourrait
ressembler à l'atmosphère primitive de la Terre avant
que l'oxygène n'apparaisse grâce aux formes de vie
les plus simples. Titan possède également un petit
pourcentage de méthane.
Comparaison entre
la Lune et Titan. Montage effectué à
partir de deux photos de la Nasa
En plus du méthane, il y a de très petites quantités
d'autres composés organiques comme l'éthane, l'acétylène,
et le propane. Ce sont les hydrocarbures, comme le méthane
et l'éthane, qui donnent à Titan sa teinte si particulière.
Du cyanure d'hydrogène et du cyanogène sont également
présents. La découverte du cyanure d'hydrogène
revêt une importance particulière car il entre dans
la composition des acides aminés. Titan a, pendant un temps,
figuré sur la liste des planètes pouvant abriter une
vie extra-terrestre mais cela est très peu probable. Titan
est extrêmement froid, et ne porte presque pas d'eau.
L'exploration passée de Saturne
Depuis des siècles, Saturne est observée depuis
la Terre à l'aide de télescopes, et elle a été
aussi explorée par des sondes spatiales.
Saturne fut observée pour la première fois à
l'aide d'un télescope par Galilée, au début
du XVIIème siècle. La première sonde spatiale
qui lui rendit visite fut Pioneer 11, qui s'approcha à moins
de 3 500 kilomètres de la limite externe de l’anneau
A de Saturne. Pioneer 11 collecta de nombreuses données nouvelles
sur le champ magnétique complexe de Saturne.
La sonde spatiale Voyager rapporta des photographies de haute
qualité, révélant la complexité de la
structure des anneaux de Saturne, montrant que chacun des anneaux
principaux était constitué de nombreux anneaux plus
petits.
Des séries de photographies, prises par Voyager, mirent
en évidence la présence de vents se déplaçant
à 1 500 Km/h, soit plusieurs fois la vitesse des vents joviens.
Les scientifiques espéraient que Voyager pourrait déceler
une brèche dans la couche nuageuse du plus grand satellite
de Saturne, Titan, afin d'entrevoir la surface. Ceci ne s'est pas
produit, et les photographies de Titan prises par Voyager ne représentent
qu'une couche uniforme de brouillard photochimique.
L'exploration en cours de Saturne
Après un voyage de 7 ans et 3,5 milliards de kilomètres
après son lancement, le 15 octobre 1997, la sonde Cassini
Huygens est arrivée au terme de son voyage le 1er juillet.
Cassini passera quatre années à étudier la
surface de Saturne, ses anneaux et sept de ses 31 lunes dont la
plus grosse, Titan.
Cassini effectuera une cartographie à haute résolution
de sa surface. En outre, le 25 décembre 2004, Cassini devrait
libérer la sonde Huygens qui prendra le chemin de Titan.
Disposant d'un budget de 3,3 milliards de dollars, le projet Cassini
Huygens a été qualifié de « mission la
plus sophistiquée jamais lancée vers des planètes
du système solaire ». Il rassemble les États-Unis
et 17 pays européens.
Malgré le fait que Titan soit la cible principale de la
mission Cassini Huygens de 2004, l'orbiter Cassini survolera d'autres
satellites.
Si la mission est couronnée de succès, l'évolution
de ces corps de glace pourra être mieux appréhendée,
permettant d'assembler les pièces du puzzle de leur histoire,
ainsi que de comprendre comment des modifications résultant
de processus internes et externes ont pu transformer leur surface.
Peut-être pourrons-nous découvrir l'origine des fines
marques rencontrées sur Dioné et Rhéa, l'explication
de la formation des étranges terrains sillonnés de
Téthys et Encelade, pourquoi Téthys et Mimas ont survécu
à des collisions d'astéroïdes géants,
ainsi qu'approfondir nos connaissances sur le passé volcanique
d'Encelade.
Enfin, le but ultime de cette exploration est
d'arriver à savoir à quoi ressemblait
la Terre à ses débuts et comment
la vie s'y est développée.
Spécificités
techniques de Saturne
L'orbite de Saturne
Saturne gravite autour du Soleil, à une
distance de 1 427 millions de kilomètres,
presque deux fois la distance de Jupiter. Son
excentricité orbitale de 0,055 fait que
la différence entre son aphélie
et son périhélie n'a que peu d'effet
sur la planète.
Se déplaçant à une vitesse
moyenne de 9,66 kilomètres par seconde,
Saturne met plus de 29 ans pour accomplir une
révolution autour du Soleil. Une journée
saturnienne dure 10,5 heures, la vitesse de rotation
est identique à celle de Jupiter.
Saturne est 95 fois plus massive que la Terre,
et possède un volume 760 fois supérieur.
Cependant, Saturne détient la plus faible
densité de toutes les planètes,
inférieure à celle de l'eau. Si
l'on trouvait un gigantesque océan, Saturne
pourrait y flotter.
Un puissant champ magnétique
Saturne possède un champ magnétique
600 fois plus puissant que celui de la Terre,
généré, au centre de la planète,
par des écoulements d'hydrogène
métallique. L'interaction entre le vent
solaire et la magnétosphère est
à l'origine des aurores polaires.
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