Saturne - Seigneur des anneaux et roi des lunes

Les célèbres anneaux de Saturne font de la sixième planète de notre système solaire, depuis sa découverte, un objet d’observation impressionnant et qui vaut la peine.

Bien que le système d’anneaux ait déjà été observé par des astronomes au 17e siècle, ce sont surtout les missions Voyager I et II qui ont permis de recueillir des impressions détaillées de la géante gazeuse. C’est à partir de 2004 que l’exploration de la planète et de ses anneaux prit de l’ampleur, grâce aux sondes de la mission Cassini-Huygens de la NASA, qui étudièrent systématiquement la planète, ses anneaux et un grand nombre de ses lunes jusqu’en 2017, et envoyèrent de spectaculaires photos révélant de précieux détails.

Mais le système d’anneaux n’est qu’un aspect sur lequel je reviendrai plus en détail plus tard. Le grand nombre de lunes de Saturne a toujours étonné. De la même façon que Jupiter, Uranus et Neptune, la taille et la masse de Saturne ont permis qu’une multitude de satellites différents se regroupent autour de lui grâce à sa gravitation. Une partie de ces lunes se trouvent même à l’intérieur des anneaux et sont ainsi restées longtemps cachées.

C’est seulement grâce aux missions Voyager II et Cassini que ces corps célestes ont peu à peu pu être découverts. Ces corps ne sont souvent pas plus grands qu’un astéroïde moyen. D’autres lunes orbitent à leur tour loin de la planète et de ses anneaux, parmi lesquelles Titan, satellite du système solaire venant en deuxième position, par la taille, après le satellite naturel de Jupier, Ganymède. Deux de ces lunes ont un diamètre plus grand que celui de la planète Mercure !

Jupiter a longtemps été considéré comme étant la planète comportant la plupart des lunes de notre système solaire, 79 lunes notamment. Parmi ces lunes, quatre sont particulièrement célèbres, Ganymède, Callisto, Europe et Io, découvertes en 1610, et tiennent leur nom de celui qui les a découvertes.

Mais Jupiter a été relégué, en 2019, de la première à la deuxième place...

En 2019, il fut révélé que 20 nouveaux satellites avaient été découverts autour de Saturne, ce qui porta le nombre total de ses lunes à 82, et le Seigneur des Anneaux détrôna ainsi Jupiter de la première place qu’il occupait. Les nouveaux satellites découverts ont tous un diamètre ne dépassant pas 5 km et ce sont, ainsi, pratiquement des morceaux de roches. Biens qu’ils ressemblent à des astéroïdes, ils sont considérés comme des lunes car ils se déplacent sur des orbites fixes autour de la planète gazeuse. 17 d’entre eux se déplacent toutefois dans le sens rétrograde, c’est-à-dire dans le sens opposé à la rotation de Saturne. Le fait qu’ils n’aient été découverts que récemment s’explique par leur faible taille et par leur très grande distance par rapport à Saturne.

Contrairement à la planète gazeuse Saturne qui, à part un noyau en glace-silicate solide, est essentiellement composée d’hydrogène, d’hélium, de méthane et d’ammoniac, ses lunes ont, comme notre Lune, une forme de roches. Les plus grandes sont Titan, Rhéa, Dioné, Téthys et Lapetus, dont les diamètres vont de 1 100 à plus de 5 000 kilomètres. Les 82 lunes tournent parfois de façon très « chaotique » autour de la planète. Les deux lunes Janus et Épiméthée, par exemple, ont des orbites disposées de façon presque identique, dont elles changent tous les quatre ans, comme un train au niveau d’un aiguillage. Leurs orbites ont donc pratiquement la forme d’un 8. D’autres lunes tournent de façon rétrograde autour de Saturne ou sur des orbites fortement elliptiques. Mais il y a également des lunes qui « se cachent » à l’intérieur du système d’anneaux, par exemple Daphnis, qui a été identifiée en 2005 à l’intérieur de la ‘lacune de Keeler’. Daphnis et sept autres satellites similaires à l’intérieur des anneaux sont appelés « satellites bergers », car ils organisent les composants (particules de glace et de roches) des anneaux et les répartissent en anneaux individuels (lacune de Keeler, division de Cassini, anneau A, anneau F, etc.).

De récentes études ont en outre montré que le système d’anneaux était même maintenu par la gravitation des satellites bergers. En effet, le système d’anneaux est relativement très mince : d’une épaisseur de 10 à 90 mètres seulement et s’étendant sur à peine 1 million de kilomètres, ce système entoure la planète sur son plan équatorial. On sait désormais, en particulier grâce à la sonde Cassini, qu’il existe plus de 100 000 anneaux individuels ! Certains sont composés uniquement de poussière et de très petites particules de roches ou de glace.