Saturne

Saturn Photography par Hubble

Saturne Il s'agit de la deuxième plus grande planète du système solaire après Jupiter. Connu pour son système de bagues, il appartient aux planètes appelées Jovianos, qui se trouvent après la ceinture d'astéroïdes, qui les sépare des planètes rocheuses.

Connue depuis les temps anciens, car c'est l'une des 5 planètes visibles à l'œil nu et les plus éloignées d'entre elles, Galileo a été le premier à l'observer avec un télescope en 1610. Bien qu'il ait remarqué la déformation causée par les anneaux, le manque de résolution de l'instrument ne lui a pas permis de distinguer sa forme.

C'était des années plus tard, en 1659, lorsque Christian Huygens a décrit à juste titre les célèbres anneaux. Peu de temps après, l'astronome italien Giovanni Cassini s'est rendu compte que les anneaux avaient une division, qui s'appelle maintenant la division Cassini.

Bien que les astronomes de l'antiquité ne puissent pas détailler le système des anneaux, la vision magnifique de la planète a dû les impressionner suffisamment pour lui donner des noms tels que «Alap Sahmas» (étoile du soleil) pour les Chaldéens, «phaenon» (brillant comme le sol) pour les Grecs ou "Khima" (responsable de l'inondation universelle) des Hébreux.

Les anciens Romains ont associé la planète au dieu grec Cronos, père de Zeus, qu'ils ont appelé Saturne. En l'honneur de cette divinité, ils ont célébré en décembre les parties ont appelé Saturnal, que plus tard les anciens chrétiens associés à Noël.

D'autres cultures anciennes telles que les hindous, chinois et maya ont également dans leurs dossiers observations sur la planète. Pour les Mayas, les dates auxquelles les conjonctions de Saturne, Jupiter et Mars étaient festives.

Caractéristiques générales de Saturne

La planète Saturn Saturday, par rapport à la Terre, 95 fois mineur

Saturne n'est pas aussi grand que Jupiter, il n'a qu'un tiers de sa masse, tandis que son rayon est 16% inférieur. 

C'est le moins dense des planètes; Avec 687 kg / m³ Il pourrait flotter dans l'eau s'il y avait un océan si grand que de le contenir. Il est fondamentalement composé d'hydrogène et d'hélium, les éléments les plus légers connus, bien qu'il en contienne d'autres dans une proportion beaucoup plus faible.

Saturne a son propre champ magnétique, moins intense que celui de Jupiter, mais bien plus que le terrestre, avec l'axe magnétique parallèle à l'axe de rotation. C'est pourquoi les aurores sous forme de cercles concentriques sont courants, en plein temps dans chaque région polaire. Ceux-ci sont formés par le mouvement des particules chargées électriquement au milieu du champ magnétique intense de la planète.

Une autre caractéristique distinctive de Saturne est la chaleur qui jette dans l'espace, car elle rayonne presque le double de l'énergie qu'elle reçoit du soleil. L'intérieur de Saturne est très chaud et les scientifiques croient que l'hydrogène liquide à haute pression est dû à la condensation de l'hydrogène liquide.

La pression à l'intérieur de Saturne devient un million de fois supérieure à la pression atmosphérique terrestre. Les gouttes d'hydrogène liquide acquièrent de la vitesse alors qu'elles se dirigent vers le centre de la planète, produisant de la chaleur.

L'hydrogène liquide se comporte comme un métal et est non seulement responsable de la chaleur irradiée, mais l'effet de dynamo créatif du champ magnétique.

L'atmosphère de Saturne ressemble à celle de Jupiter, avec un motif similaire de bandes claires et sombres. Les nuages ​​sont constitués d'ammoniac, d'eau et d'ammonium hydrosulfuro cristaux. 

Il y a des vents forts et des tempêtes occasionnelles qui derniernt des mois terrestres. Les vents équatoriaux à Saturne peuvent atteindre 500 m / s. 

Résumé des principales caractéristiques physiques de la planète

-Masse: 5.69 x 10²⁶ kg.

-Radio équatoriale: 6.0 x 10⁴ km

-Radio polaire: 5.4 x 10⁴ km

-Forme: Putain.

-Distance moyenne du soleil: 1.4 x 10⁹ km

-Inclinaison de l'orbite: 2.5e concernant l'écliptique.

-Température: Entre -139 et -189 ºC.

-La gravité: dix.4 m / s²

-Propre champ magnétique: Ouais.

-Atmosphère: Oui, principalement de l'hydrogène.

-Densité: 687 kg / m³

-Satellites: 82 officiellement désigné, beaucoup d'autres minuscules lunes, sans désignation.

-Anneaux: Oui, un système complexe.

Les anneaux de Saturne

Le système Saturn Rings est unique dans le système solaire pour sa beauté extraordinaire

Les anneaux sont le sceau distinctif de Saturne, car bien que les autres géants gazeux les possèdent également, sans aucun doute ceux de cette planète sont les plus spectaculaires.

Les anneaux sont principalement composés de glace et de roches et sont maintenus en forme grâce à l'action gravitationnelle de certains satellites spécialisés: le Satellites de berger. 

Illustration des anneaux de Saturne

Au début, en raison du manque de résolution dans leurs télescopes, les astronomes pensaient que les anneaux formaient un disque continu de matière autour de la planète. Dans tous les cas, l'épaisseur du système est méprisable, tout au plus à un kilomètre, pouvoir être de mètres dans certaines régions.

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L'astronome italien Giovanni Cassini a été le premier à réaliser l'existence d'une ligne de démarcation entre eux, vers 1675.

Des années plus tard, le mathématicien français Pierre de Laplace a déclaré qu'il y avait en fait de nombreux anneaux minces. Enfin, James Clerk Maxwell a construit un modèle dans lequel il a proposé que les anneaux soient composés de nombreuses particules, chacune suivant une orbite indépendante.

Les astronomes distinguent les anneaux avec des lettres d'alphabet. Les 7 anneaux les plus principaux et les plus brillants sont A, B, C et D, tandis que E, F et G sont plus pâles.

Il y a aussi des milliers d'anneaux les plus faibles. Le plus pâle et externe a été détecté avec un télescope infrarouge et est appelé Bague febe.

Représentation artistique qui montre les anneaux de Saturne et les principaux satellites

La division de Cassini sépare l'anneau A de B, mais dans le même anneau A, il y a une région sombre appelée Division en ence, maintenu par l'un des satellites de Saturne: le pain. Dans la région, il y a aussi un anneau extrêmement mince.

Il existe diverses divisions larges, également appelées en l'honneur des astronomes célèbres: Colombo, Huygens, Maxwell et Keeler.

Origine des anneaux

Les anneaux sont composés de particules dont la taille va d'un grain de sable (microns) à d'énormes roches avec des dizaines de mètres de long, mais les astronomes conviennent qu'ils ne sont pas originaires en même temps que la planète, mais très récemment.

On estime que les anneaux principaux A, B et C ont probablement quelques centaines de millions d'années, et c'est très peu en termes astronomiques. Les scientifiques sont sûrs que toutes les planètes du système solaire ont été formées en même temps, il y a environ 46 milliards d'années.

Le matériau qui compose les anneaux pourrait provenir d'un cerf-volant, d'un météore ou d'une lune, fragmentée en raison de la gravité de la planète. En tout cas, ce n'est pas les restes de la formation de la planète.

Certes, l'origine des anneaux est incertaine pour l'instant, mais le consensus général est qu'ils sont plutôt instables, donc aussi vite qu'ils se sont formés, ils peuvent disparaître au cours de quelques millions d'années.

Mouvement de traduction

Orbite de Saturne

Saturne prend 29 ans et 167 jours pour parcourir son orbite autour du soleil. Fait intéressant, Saturne et Jupiter sont en Résonance orbitale, Puisqu'il y a une interaction gravitationnelle entre eux. Bien sûr, l'attraction du soleil est beaucoup plus grande, mais Jupiter influence également.

Lorsqu'il y a une résonance orbitale entre les objets astronomiques, leurs périodes orbitales maintiennent une certaine proportion, toujours avec de petits nombres. Dans le cas de Saturn-Jupiter, ce dernier tourne 5 tours pour tous les 2 tours de Saturne et il est considéré que cette résonance a des effets de stabilisateur pour les orbites des deux planètes.

La résonance orbitale qui se produit entre les particules qui composent les anneaux de Saturne et les satellites qui orbitent parmi eux.

Saturne est la planète du système solaire avec le plus de satellite, 6 d'entre eux ont des périodes orbitales connexes, voyons:

-Mimas et Tetis, en relation 1: 2. Pour 1 retour de mimas, Tetis tourne 2 fois.

-Enned et Dione, en relation 1: 2.

-Hyperion et Titan, en relation 4: 3.

Enfin, il est remarquable que 85% du moment angulaire du système solaire soit concentré à Jupiter et Saturne, les deux planètes principales, contrairement au soleil, qui malgré le pourcentage le plus élevé de masse a peu de moment angulaire.

Le moment angulaire d'un système est une ampleur physique intéressante, car elle est conservée en l'absence d'interactions externes. Pour qu'un changement se produise, un couple net à l'intérieur est nécessaire.

Données de mouvement Saturne

Les données suivantes décrivent brièvement le mouvement de Saturne:

-Radio moyenne de l'orbite: 1.43 x 109 km

-Inclinaison de l'orbite: 2.5e concernant le plan écliptique

-Excentricité: 0.056

-Vitesse orbitale moyenne: 9.6 km / s

-Période de traduction: 29.46 ans

-Période de rotation: dix.66 heures

Quand et comment observer Saturne

La planète Saturne est considérée comme une planète supérieure, étant son orbite à l'extérieur de l'orbite de la terre. Les planètes supérieures sont Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Au contraire, les planètes dont l'orbite est plus proche du soleil est appelée planètes inférieures: Mercure et Vénus.

Le meilleur moment pour observer une planète supérieure est lorsque la terre se dresse entre elle et le soleil. D'un autre côté, il est plus difficile de voir quand il est en conjonction, étant plus loin sur la terre et près du soleil, qui l'opaque. La situation est décrite graphiquement dans l'image suivante:

Peut vous servir: Système thermodynamique: propriétés, types, exemples Opposition et conjonction d'une planète extérieure. Source: Maran, S. Astronomie pour les mannequins.

Naturellement, l'un des principaux objectifs de tout observateur du ciel est de contempler les anneaux, pour lesquels un petit télescope suffit. Mais il faut prendre en compte que parfois les anneaux chantent par rapport à la terre et donc ils sont invisibles.

L'angle avec lequel les anneaux sont observés changent sur 30 ans, ce qui est la période pendant laquelle Saturne parcourt son orbite autour du soleil.

Les prochaines oppositions de Saturne sont: 

-2020: 20 juillet

-2021: 2 août

-2022: 14 août

-2023: 27 août 

-2024: 08 septembre 

-2025: 21 septembre

Mouvement rotatif

Saturne prend en moyenne environ 10.66 heures pour terminer son propre axe de rotation, bien que toutes ses zones ne tournent pas au même rythme. Par exemple, en Équateur, la vitesse de rotation est 10.25 heures, tandis qu'à l'intérieur de la planète, il est 10.Environ 65 heures.

Ce phénomène est connu sous le nom Rotation différentielle Et c'est parce que la planète n'est pas solide, comme nous l'avons dit. Également en raison de sa nature liquide-gazeux, la planète subit une déformation en raison du mouvement de rotation, faisant une amertume dans les pôles.

Composition

La composition de Saturne est fondamentalement la même que celle de Jupiter et des autres planètes gazeuses: l'hydrogène et l'hélium, seulement dans Saturne, la proportion d'hydrogène est plus grande, étant donné la faible densité. 

Depuis que Saturne s'est formée dans la région extérieure de la nébule.

Image de Saturne et de ses anneaux, pris par le vaisseau spatial Cassini, 2016

En raison des énormes pressions et températures augmentant à mesure que l'hydrogène moléculaire de la surface est avancé dans l'hydrogène métallique.

Bien que la planète soit gazeuse, il existe une proportion plus faible d'éléments plus lourds dans son noyau, qui est au moins en partie rocheux, comme le magnésium, le fer et le silicium. 

En plus de ces éléments, divers types de glace abondent, comme l'ammoniac, l'eau et la glace au méthane, qui ont tendance à s'accumuler vers le centre de la planète, qui est à haute température. Par conséquent, le matériau est en fait liquide, au lieu du gaz.

Les nuages ​​de Saturne sont composés d'ammoniac et de glace d'eau, tandis que dans l'atmosphère, en plus de ces substances acétylène, méthane, propane et traces d'autres gaz ont été détectées.

Structure interne

Structure interne et externe de Saturne. Source: Kelvinsong / cc by-sa (https: // createVecommons.Org / licences / by-sa / 3.0)

Bien que dominé par l'hydrogène et l'hélium, on pense que Saturne contient un noyau de nature rocheuse. Pendant le processus de formation des planètes du système solaire, autour de ce noyau, les gaz ont été condensés, dans un processus rapide qui lui a permis de croître rapidement. 

Le noyau de Saturne contient, comme nous l'avons dit, des roches et des éléments et composés volatils, entourés d'une couche d'hydrogène liquide. Les scientifiques estiment que ce noyau est comprise entre 9 et 22 fois plus grand que la Terre: environ 25.000 km de radio approximativement.

Cette couche d'hydrogène liquide est à son tour entourée de couches d'hydrogène et d'hélium liquide, qui deviennent finalement de la soude dans les couches les plus externes. La ligne de Frenkel est une bordure thermodynamique qui sépare le liquide gazeux du liquide.

Satellites naturels de Saturne

Selon les dénombrements les plus récents, Saturne a 82 satellites avec désignation et une multitude de mini-lunes qui manquent encore. Cela fait de Saturne la planète avec la plus grande quantité de satellites à ce jour.

Le système satellite de Saturne est très complexe; Par exemple, il est connu qu'ils ont une action directe sur les anneaux: Shepherd Satellites. 

De plus, il existe des satellites de Troie, qui restent dans une orbite stable à 60 ° devant ou derrière d'autres satellites. Par exemple, les lunes de trade et de calipso sont des chevaux de Troie de Thetys, l'un des principaux satellites de Saturne.

Les principaux satellites de Saturne sont Titan, Mimas, Encela, Tetis, Dione, Rea, Hyperion, Japoto et Febe. Ces satellites sont connus depuis avant les missions spatiales, mais les sondes de recherche de Saturn en ont découvert beaucoup plus.

Peut vous servir: Jupiter (planète) À gauche Mimas et un énorme cratère d'impact. À droite la surface du titan. Les deux images proviennent de la sonde Cassini. Source: Wikimedia Commons.

Le plus grand des lunes de Saturne est Titan, qui a également sa propre atmosphère et est le deuxième plus grand de tout le système solaire, après Ganymedes, la Grande Lune de Jupiter. Titan est encore plus grand que le mercure.

D'un autre côté, la sixième lune de Saturne en taille, est une énorme boule de neige avec une surprise: son noyau est recouvert d'un océan de liquide et d'eau chaude.

Saturne et Titan, leur satellite le plus important

Un fait curieux entre les lunes de Saturne est qu'il y a des satellites dont les orbites sont les mêmes, mais ils les font choquer. Le plus notable de ces satellites coorbitaux est Janus et Epimete. 

Toutes les lunes de Saturne n'ont pas une forme sphéroïdale, il existe de nombreux satellites irréguliers, généralement petits et des orbites assez loin de la planète.

Titan et son atmosphère

Images infrarouges de la mosaïque de Titan, prises par la sonde Cassini en 2015. Source: NASA via Wikimedia Commons.

C'est le plus grand et le plus important des satellites de Saturne, visibles de la Terre comme un petit point de lumière, avec l'aide du télescope. L'astronome néerlandais Christian Huygens a été le premier à le voir vers 1655 et John Herschel, déjà dans le dix-neuf ans.

Sa densité approximative est 1.9 g / cm³ Et bien qu'il contient un noyau rocheux, c'est un monde presque tout ce qui fait de la glace.

Titan a une atmosphère dense dans laquelle l'azote prédominait et un petit pourcentage de méthane, en plus des traces d'hydrocarbures. C'est une rareté remarquable dans le système solaire, car les autres satellites n'ont pas leur propre atmosphère.

Il a également des océans et des pluies, mais pas de l'eau, mais du méthane. L'existence de ce composé est connue depuis le milieu du siècle, grâce à la spectroscopie réalisée par l'astronome Gerard Kuiper. Par la suite, la sonde Voyager a confirmé cette découverte.

Image de Saturne et de certains de ses satellites naturels: briquet, épimete, Jano, Mimas, Pandora et Prometheus

La chose intéressante à propos de Titan est que de nombreux composés organiques y ont été détectés, en plus du méthane, qui sont des précurseurs de la vie. Le mécanisme par lequel Titan a acquis cette atmosphère particulière est encore inconnue, mais c'est un grand intérêt, car l'abondance d'hydrocarbures est beaucoup plus élevée que celle de la terre.

Dans le cadre de la mission Cassini à Saturne, la sonde Huygens a réussi à atterrir sur la surface du Titan et a trouvé une surface gelée, mais pleine d'accidents géographiques. 

Bien que Titan jouisse d'une géologie et d'un climat variés, c'est un monde un peu confortable pour les êtres humains. Son atmosphère est très dynamique; Par exemple, il est connu que des vents de coup à grande vitesse, bien supérieurs aux plus grands ouragans terrestres.

Missions à Saturne

Pionnier 11

Pionnier 11

Il a été lancé par la NASA en 1973 et a atteint l'orbite de Saturne quelques années plus tard, en 1979. Cette mission a capturé des images à basse résolution et a également trouvé des satellites et des anneaux inconnus jamais vus de la Terre. 

La sonde dérivait enfin en 1995, mais portant la plaque avec le célèbre message créé par Carl Sagan et Frank Drake, dans le cas où des navigateurs extraterrestres venaient trébucher dessus.

Voyageur

Voyager 2

Cette mission consistait à lancer deux sondes: Voyager 1 et Voyager 2.

Bien que Voyager 1 ait été conçu pour atteindre Jupiter et Saturne, il a déjà dépassé les limites du système solaire, entrant dans l'espace interstellaire en 2012.  Parmi ses résultats les plus importants, il y a la confirmation de l'existence de l'atmosphère de Titan, ainsi que des données importantes de l'atmosphère de Saturne et du système des anneaux.

Voyager 2 a compilé des informations sur l'atmosphère de Saturne, la pression de l'atmosphère et de nombreuses images de haute qualité. Après avoir visité Saturn, la sonde est arrivée à Uranus et Neptune, après quoi il est entré dans l'espace interstellaire, tout comme la sonde sœur.

Cassini

Assemblée du navire Cassini

Cassini Mission était un projet conjoint entre la NASA, l'Agence spatiale européenne et l'agence spatiale italienne. Il a été lancé en 1997 depuis Cabo Cañaveral et son objectif était d'étudier la planète Saturne et son système satellite.

La sonde est arrivée à Saturne en 2004 et a réussi à Orbite 294 fois sur la planète jusqu'en 2017, en épuisant son carburant. Ensuite, la sonde a été délibérément submergé à Saturne, pour éviter de s'écraser contre l'un des satellites et donc d'éviter la pollution radioactive.

Cassini a porté la sonde Huygens, le premier objet fabriqué par l'humanité dans l'atterrissage dans un monde au-delà de la ceinture d'astéroïdes: Titan, le plus grand satellite de Saturne. 

Huygens a contribué des images du paysage Titan, ainsi que la structure des anneaux. Il a également obtenu des images de Mimas, un autre satellite Saturne qui berge les anneaux. Ils montrent l'énorme cratère Herschel, avec une énorme montagne dans son centre.

Cassini a également confirmé la présence d'eau dans l'encama, le sixième et le gel de la lune de Saturne, 500 km de diamètre, qui est en résonance orbitale avec Dione. 

ENCARD, le gel de la lune de Saturne qui abrite un océan à l'intérieur. Image de sonde Cassini

L'eau d'Encard est chaude, et sur la planète, il y a des geysers et des fumaroles qui expulsent la vapeur d'eau et les composés organiques, c'est pourquoi beaucoup croient qu'il pourrait abriter la vie.

À propos de Japeto, un autre des grands satellites de Saturne, les images de Cassini ont révélé un côté sombre, dont l'origine est toujours indéterminée.