Anneaux de saturne

Anneaux de Saturne

Le système complet des anneaux de Saturne, photographié par la sonde Cassini alors que la planète eclipsait le Soleil, le 15 septembre 2006 (luminosité exagérée sur cette image.

Les anneaux de Saturne sont un des phénomènes les plus remarquables du système solaire et constituent la caractéristique principale de la planète Saturne. À la différence des anneaux planétaires des autres géantes gazeuses, ils sont extrêmement brillants (albédo de 0,2 à 0,6) et peuvent être vus à l'aide de simples jumelles.

Il y règne une agitation permanente : vagues, collisions, accumulations de matières.

Sommaire

Description

Mosaïque de photographies en couleur naturelle prises par la caméra à angle étroit de Cassini, du côté non-illuminé des anneaux D, C, B, A et F (de gauche à droite), le 9 mai 2007.
Vues obliques (4°) des anneaux C, B et A (de gauche à droite ; l'anneau F est légèrement visible dans l'image du haut en résolution maximale) prises par Cassini. En haut : mosaïque d'images en couleur naturelle du côté illuminé, 12 décembre 2004. En bas : image construite à partir d'occultati

Bien qu'ils paraissent d'un seul tenant vu de la Terre, les anneaux de Saturne sont constitués d'innombrables particules, chacune sur une orbite propre, de silicates, d'oxyde de fer et de particules de glace d'une taille variant du grain de poussière à celle d'une petite automobile. Deux théories principales ont été avancées pour en expliquer l'origine. La première, proposée par Édouard Albert Roche au XIXe siècle, propose que les anneaux proviennent d'une lune de Saturne dont l'orbite se serait trop rapprochée de la planète et qui aurait été mise en morceaux par les forces de marée.

  • Une variation de cette théorie suppose que la lune a été désintégrée par l'impact d'une grosse comète ou d'un astéroïde.
  • La deuxième théorie propose que les anneaux n'ont jamais constitué une lune mais qu'ils sont les restes de la nébuleuse planétaire qui a formé Saturne. Cette deuxième théorie n'est cependant plus vraiment retenue aujourd'hui, car on pense que les anneaux sont trop instables pour durer des milliards d'années (ordre de grandeur de l'âge du système solaire) et qu'ils ont une origine plus récente. Certains pensent même que les anneaux de Saturne que nous observons actuellement ne sont pas les seuls que la géante gazeuse ait connu au cours de son histoire.

Depuis la Terre, trois anneaux peuvent être vus : deux anneaux proéminents (A et B) et un anneau plus faible. L'espace entre A et B est connu sous le nom de division de Cassini. L'anneau A est divisé par un espace moins visible nommé division d'Encke (même s'il est probable qu'Encke ne l'a jamais observé). Les sondes Voyager ont également détecté quatre autres anneaux considérablement moins visibles.

Les anneaux de Saturne s'étendent sur plus de 400 000 km, mais sont cependant très fins. À l'exception de l'anneau le plus externe, ils ne dépassent pas 1 km d'épaisseur. En fait, si les anneaux étaient compressés en un seul corps, celui-ci n'aurait pas plus de 100 km de diamètre.

Des inhomogénéités radiales apparaissent parfois dans les anneaux. Leur origine est méconnue, mais on pense que le champ magnétique de Saturne en est la cause.

L'anneau F, l'un des plus externes, est une structure extrêmement complexe de plusieurs anneaux plus petits « noués » entre eux. L'origine de ces nœuds est inconnue mais est probablement gravitationnelle.

L'anneau E, le plus externe, s'étend sur 240 000 km et s'élargit progressivement après l'orbite d'Encelade jusqu'à avoir 60 000 km d'épaisseur.

Les anneaux de Saturne entretiennent des résonances complexes avec certains de ses satellites. Certains, nommés « satellites bergers » (Atlas, Prométhée et Pandore), sont clairement indispensables pour la stabilité des anneaux. Mimas semble responsable de la division de Cassini, Pan est situé à l'intérieur de la division d'Encke. Le système global est complexe et encore très méconnu.

Liste

Les anneaux de Saturne par rapport aux orbites de certains de ses satellites

Voici une liste des anneaux de Saturne, ainsi que des divisions qui les séparent, classés par rayon interne croissant.

Nom Rayon interne
(km)
Rayon interne
(RSa)
Rayon externe
(km)
Rayon externe
(RSa)
Largeur
(km)
Épaisseur
(m)
Anneau D 66 900 1,110 74 510 1,236 7 610
Division de Guérin 74 510 1,236 74 658 1,239 148
Anneau Cb 74 658 1,239 92 000 1,527 17 342 5
Anneau B 92 000 1,527 117 580 1,951 25 580 5- 10
Division de Cassinic 117 500 1,95 122 200 2,03 4 700
Anneau A 122 170 2,027 136 775 2,269 14 605 20- 40
Division d'Encked 133 589e 2,216 325
Division de Keelerd 136 530e 2,265 35
R/2004 S 1 137 630e 2,284  ?
R/2004 S 2 138 900e 2,305  ?
Anneau F 140 180e 2,326 30 - 500
Anneau G 170 000 2,82 175 000 2,90 5 000 105
Anneau E 181 000 3 483 000 8 302 000 107

a. Rayon de Saturne (60 268 km)
b. L'anneau C contient plusieurs petites divisions et de petits anneaux internes et excentriques, comme l'annelet de Titan (77 871 km de rayon) ou l'annelet de Maxwell (87 491 km de rayon).
c. La division de Cassini contient l'annelet de Huygens, un petit anneau de 117 680 km de rayon.
d. Division située à l'intérieur de l'anneau A.
e. Rayon du centre, largeur inférieure à 1 000 km.

Sources : NASA et Planetary Rings Node.

Agitation des anneaux

Il règne dans les anneaux une agitation permanente : vagues, collisions, accumulations de matières.

La vie agitée des anneaux de Saturne a commencé à être étudiée depuis les missions américaines "Voyager". Les astronomes ont pu alors constater qu'ils étaient faits d'une multitude de sillons « à la manière d'un tissu en velours côtelé ».

Depuis juillet 2004, la sonde Cassini, en orbite autour de Saturne, fournit des images époustouflantes de la planète et de son environnement. Selon les théories actuelles, l'effervescence dans les anneaux serait due à la cinquantaine de satellites de Saturne :

  • Certains sont situés à l'intérieur même des anneaux.
  • D'autres sont situés à l'extérieur, mais créent à longue distance et sur des temps très longs, des vagues à la surface des anneaux, selon le même principe que la vibration d'un tambour.
  • Quelques satellites sont situés entre les anneaux, et même s'ils sont pour la plupart des corps relativement petits — d'une centaine de kilomètres de long — ils seraient à l'origine de nombreuses perturbations des particules des anneaux.

La sonde Cassini est extrèmement importante dans la connaissance du mécanisme des anneaux et en particulier dans la rapidité de leur évolution. Par exemple, l'anneau F a été particulièrement étudié ; les effets de marée sont si forts qu'aucun satellite n'y survit et on n'y trouve que de fines particules. L'anneau F est entouré des satellites Prométhée et Pandore, surnommés satellites bergers car ils prennent en tenaille l'anneau F ce qui expliquerait sa finesse. Chaque quinze heures, le satellite Prométhée se rapproche de l'anneau et y crée de véritables saignées en attirant à lui de la matière par sa masse. Il brise l'anneau et l'ensemble de ces morceaux forme une spirale géante qui s'étale dans tout l'anneau. Phénomène encore plus curieux : la sonde Cassini a permis de mettre en évidence l'existence de satellites éphémères, toujours à l'intérieur de l'anneau F, qui disparaissent aussi rapidement qu'ils se forment.[1].

Les spokes

Les spokes vu par la sonde Voyager 2, le 22 août 1981

Lors du passage de la sonde spatiale Voyager 2 dans les années 1980, des taches (spokes en anglais) ont été photographiées. Il semblerait qu'elles apparaissent sur les anneaux le matin pour disparaître la nuit. On suppose que ce sont des tempêtes de poussières.

Jusqu'à maintenant (octobre 2005), l'origine exacte des spokes n'a pu être déterminée.

Notes et références

  1. Nature. 27 octobre 2005

Voir aussi

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