Saturne (planeta)

Generalitats

En causa de sa densitat febla, de sa rotacion rapida e de son estat fluid, Saturne es una esfèra esquichada ambé de pòls aplatits e de regions eqüatorialas gonfladas. La diferéncia entre lei rais polar, 54 364 km, e eqüatoriau, 60 268 km, es quasi de 10%^[1]. Leis autrei planetas gigantas gasosas an tanben una forma aplatida vèrs lei pòls mai pas tant que Saturne. La planeta a egalament una densitat inferiora a l'aiga. D'efècte, se lo nuclèu possedís de materiaus fòrça dens, l'atmosfèra gasosa giganta fa que la densitat mejana es solament egala a 0,69 g/L. Ansin, Saturne fa 95 còps la massa de la Tèrra^[1] mentre que Jupitèr fa 318 còps la massa terrèstra per una talha relativament similara.

Estructura intèrna

Lei scientifics an pas d'informacions sus l'estructura intèrna de Saturne. Pasmens, aquela estructura es supausada d'èsser similara a Jupitèr amb un pichon nuclèu rocassós enviroutat per de jaç d'idrogèn e d'èli. La composicion dau nuclèu rocassós podriá èsser pariera a la Tèrra mai pus densa^[2]. La region centrala a una massa estimada entre 9 a 22 còps la massa de la Tèrra^{[3] [4]}. En delà dau centre, se desvolopa un jaç d'idrogèn metallic liquid puei un jaç d'idrogèn liquid e d'èli subremontat d'una atmosfèra gasosa de 1 000 km^{[5] [6]}.

La temperatura dau nuclèu monta a 11 700 °C e la planeta emet 2,5 còps l'equivalent de l'energia receupuda de la part dau Soleu. Aquela produccion de calor a en partida per origina lei contraccions adiabaticas provocadas per lo mecanisme de Kelvin-Helmholtz. La migracion de l'èli vèrs lo centre de la planeta entraïnariá de «pluejas d'èli». Aquelei pluejas podrián produrre la calor mancanta per friccion^{[7] [4]}.

Atmosfèra

Composicion

L'atmosfèra de Jupitèr se compausa principalament d'idrogèn e d'èli ambé de composicions de quasi 96,3% per lo premier e quasi 3,25% per lo segond. Lo percentatge d'èli es significativament bas a respèct de son abondància dins lo Soleu. Se pòu tanben detectar de traças d'amoniac, d'idrocarburs leugiers (metan, etan...) e d'etèn ^{[8] [9]}.

Lei nívols superiors son compausats de cristaus d'amoniac mentre que lei nívols inferiors contènon d'idrosulfid d'amoni o d'aiga^{[10] [11] [12] [13]}. Lo jaç d'aiga fa 10 km de prefondor amb una temperatura de −23 °C. Au dessús, lo jaç d'idrosulfid d'amoni a una temperatura de −93 °C per una espessor de 50 km. Lei nívols d'amoniac son situats a 18 km d'aqueu jaç onte la temperatura es de −153 °C. Enfin, entre 200 e 270 km au dessús dei nívols, i a d'idrogèn e d'èli gasós^[14].

Jaç de nívols

L'atmosfèra de Saturne presenta de bendas de nívols coma Jupitèr. La nomenclatura utilizada es d'alhors la mema. Pasmens, lei bendas sus Saturne son de mau destriar e egalament pus largas vèrs l'eqüator. Aquelei bendas foguèron pas detectadas avans lo passatge dei sondas Voyager. La velocitat dei vents saturnians, enregistrats per la sonda Voyager, se montan fins a 1800 km/h^[15].

Coma per Jupitèr, l'atmosfèra tèrna de Saturne mòstra de tempèstas amb una forma ovala. Per exemple, en 1990, lo telescòpi Hubble observèt una taca provisòria blanca de granda talha pròche de l'eqüator. D'autrei tacas d'aqueu tipe foguèron detectadas en 1876, 1903, 1933 e 1960^[16]. Aqueu fenomèn, dich Granda Taca Blanca, podriá èsser un fenomèn periodic se repetent aproximativament totei lei 30 annadas pendent lo solstici d'estiu de l'emisfèri nòrd^[17].

D'imatges de la sonda Cassini mostrèron tanben una coloracion blava totjorn per l'atmosfèra de l'emisfèri nòrd de Saturne, probablament causada per difusion Rayleigh^[18]. Pasmens, aquela color es pas visibla dempuei la Tèrra car leis anèus ne'n blocan la vista. De mesuras de radiacions infrarojas permetèron la descubèrta d'un vortèx caud^[19]. D'efèct, la temperatura d'aquela region es de −122 °C, contra −185 °C normalament, e seriá la pus auta de la planeta^[19].

Nívols polars

Lei dos pòls de Saturne presentan de particularitats a respèct dau rèsta de l'atmosfèra. Ansin, una estructura persistenta en forma d'exagòn foguèt observada per lei sondas Voyager a l'entorn dau vortèx dau pòl nord vèrs la latitud 78° N^{[20] [21]}. La talha dei costats de l'exagòn son quasi 13 800 km, siá 1,08 còp lo diamètre terrèstre, e son periòde de rotacion es de 10 h 39 min^[22]. Son origina es pas encara determinada mai aquela forma se retròba pas au pòl sud de la planeta. D'efèct, d'observacions per lo telescòpi espacial Hubble i mostrèron la preséncia d'un corrent-jet mai pas de vortèx o de forma en exagòn^{[23] [24] [25]}. Pasmens, en 2006, la NASA i senhalèt tanben un fenomèn fòrça particular ambé l'observacion d'una tempèsta similara a un ciclon amb un uelh. Aquel uelh es lo premier dau genre descubèrt en defòra de la Tèrra.

Magnetosfèra

Saturne a un camp magnetic intrinsèc simetric. Son intensitat a l'eqüator, 20 µT, es leugierament pus febla que per la Terra e representa un vinten dau camp de Jupitèr^[26]. En consequéncia, lo camp magnetic de Saturne es largament pus pichon qu'aqueu de Jupitèr e s'estend a pena en delà de l'orbita de Titan^{[27] [28]}. Coma per Jupitèr, l'origina d'aquela magnetosfèra seriá la preséncia de corrents de Foucault causats per lo movement de materiaus conductors dins lo nuclèu d'idrogèn metallic. De mai, coma per leis autrei planetas amb un camp magnetic, la magnetofèra de Saturne l'apara contra lei particulas solaras e pòu produrre d'auroras polaras^[29].

La distància mejana entre la planeta e lo Soleu es 1,440 miliard de quilomètres (quasi 9,5 còps la distància dau Soleu a la Tèrra siá 9,5 UA) e 29,5 annadas son necessàrias per complir una orbita. La velocitat orbitala de Saturne es 9,69 km/h sus una trajectòria clinada de 2,48° a respèct dau plan orbital de la Tèrra^{[30] [31]}. L'excentricitat de l'orbita es egala a 0,056. La distància ambé lo Soleu evoluciona donc de 155 milions de quilomètres entre lo perièli, lo ponch pus pròche dau Soleu, e l'afèli qu'es lo ponch pus alunchat.

La rotacion deis elements de l'atmosfèra de la planeta es diferenta segon la latitud e unei sistèmas atmosferics son ansin definits. Per exemple, lei nivòls de la zòna eqüatoriala viran a l'entorn de la planeta en 10 h 14 min. En revenge, d'estimar lo periòde de rotacion de l'interior de la planeta es totjorn malaisat. D'efèct, en 2004, la sonda Cassini mesurèt una durada de 10 h 45 min 45 s, siá una aumentacion de 36 segondas dempuei lei missions Voyager^{[32] [33]}. L'ipotèsi retenguda per explicar aqueu resultat sosprenent es un desplaçament dei fònts radios utilizadas per lei diferentei mesuras, puslèu qu'un cambiament dins la rotacion de Saturne. Finalament, en març de 2007, lei scientifics establiguèron que leis emissions ràdios èran causadas per un disc de plasma e que dependián donc de factors non liats a la rotacion de la planeta^{[34] [35]}.

Ansin a l'ora d'ara, i a donc pas de metòde per mesurar precisament lo periòde de rotacion de l'interior de Saturne. La valor actuala, 10 h 32 min 34 s, foguèt donada en setembre de 2007 a partir d'una compilacion de mesuras dei missions Cassini, Pioneer e Voyager^[36].

Lo sistèma d'anèus de Saturne es lo pus desvolopat dau Sistèma Solar. S'estend de 6 630 km fins a 120 700 km au dessús de la superficia eqüatoriala de la planeta. Espés d'un vintenau de mètres, se compausa de quasi 93% d'aiga e 7% de carbon amòrf^[37]. La talha dei particulas evoluciona d'aquela de la poussa fina a aquela d'una veitura^[38]. L'estructura dau sistèma es una succession d'anèus, de "vueges" nomats divisions e de satellits pichons que la gravitat permet d'estabilizar l'ensems^[39]. Doas teorias principalas assaian d'explicar la formacion deis anèus. La premiera es que leis anèus son lei rèstas d'un ancian satellit destruch per leis efècts de marèia causadas per la gravitat de la planeta^[40]. La segonda considèra que leis anèus son lei vestigis dei materiaus de la nebulosa primordiala de Saturne.

Saturne a 62 satellits coneguts^[41]. Son tradicionalament dichs segon lei noms de Titans de la mitologia grèga^[42]. La màger part dei satellits de Saturne son fòrça pichons. 44 an una dimension inferiora a 50 km, 31 pus febla que 10 km e solament 7 an una talha bastanta per èsser esferics. Lo pus grand es Titan que representa 90% de la massa en orbita a l'entorn de Saturne^[43]. Aqueu satellit a la particularitat d'aver una atmosfèra espessa. Lo segond satellit per òrdre d'importància es Rhea que podriá aver son sistèma d'anèus pròpri^[44] e una atmosfèra fòrça febla ^{[45] [46] [47] [48]}.

Observacions ancianas

Lei bèlei premiereis observacions de Saturne foguèron fachas per leis astronòms de Babilònia dau millenari II aC^[49]. Au sègle V, lo tèxt astronomic indian Surya Siddhanta estima son diamètre a 118 900 km, siá un escart inferior a 1% a respèct de la valor actuala^[50].

La planeta èra coneguda per divèrsei civilizacions ancianas. Lei Romans e lei Grècs li donèron lo nom de lor dieu de l'agricultura : Saturne per lei premiers e Cronos per lei segonds^[51]. Ptolemèu observèt son movement per determinar sa trajectòri^[52]. Lei Chinés e lei Japonés la designavan coma estèla de la tèrra segon una classificacion basada sus lei Cinc Elements^[53]. Leis Ebrèus la nomèron « Shabbathai »^[54].

Recèrca ambé lei telescòpis terrèstres

Fins a l'aparicion dei sondas espacialas, la recèrca e l'exploracion de Saturne utiliza de telescòpis terrèstres que capitèron de descubèrtas importantas.

La premiera es l'observacion en 1610 per Galileo Galilei deis anèus de la planeta. Pasmens, supausèt que se tractava de doas lunas^{[55] [56]}. A partir de 1656, lo sabent olandés Christiaan Huygens, utilizant un telescòpi pus grand, emetèt l'ipotèsi de la preséncia d'un anèu solid a l'entorn de Saturne. Descurbiguèt tanben lo satellit Titan. Aquelei descubèrtas foguèron completadas entre 1671 e 1684 per leis observacions de Jean-Dominique Cassini que trobèt lei satellits Japet (1671), Rea (1672), Tètis e Dione (1684) e subretot en 1675 la division deis anèus que pòrta son nom.

Lei descubèrtas seguentas esperèron l'annada 1789 e l'observacion per William Herschel dei satellits Mimes e Encelada. Una autra equipa britanica trobèt en 1848 la luna irregulara Iperion. William Henry Pickering descurbiguèt en 1899 Febe, lo premier satellit de Saturne amb una trajectòria retrograda. Enfin, en 1944, se confiermèt la preséncia d'una atmosfèra a l'entorn de Titan^[57].

Exploracion ambé de sondas espacialas

Susvoladas de Saturne

Sonda	Apròcha maximala	Distància
Pioneer 11	1èr de setembre de 1979	21 000 km
Voyager 1	12 de novembre de 1980	124 000 km
Voyager 2	25 d'aost de 1981	161 000 km
Cassini	en orbita dins lo sistèma dempuei 2004	-

Mission Pioneer 11

La premiera sonda mandada dins lo sistèma de Saturne foguèt Pioneer 11 en setembre de 1979. Sa trajectòria passèt a 20 000 km dei jaç superiors de l'atmosfèra. Transmetèt d'imatges de l'atmosfèra de la planeta e d'unei satellits en bassa resolucion. La sonda observèt tanben leis anèus e descurbiguèt l'anèu F e lo fach que de la matèria circule dins lei vueges entre leis anèus. Enfin, Pioneer 11 mesurèt la temperatura de l'atmosfèra de Titan^[58].

Missions Voyager

La sonda Voyager 1 arribèt vèrs Saturne en novembre de 1980. Realizèt lei premierei fotografias en auta resolucion de la planeta, deis anèus e dei satellits. La superficia d'unei satellits foguèt vista per lo premier còp. De mai, la sonda passèt pròche de Titan melhorant la conoissença d'aquela luna mai confiermant tanben que son atmosfèra es impenetrabla per l'observacion dins lo domeni visible.

Quasi un an après lo passatge de Voyager 1, la sonda Voyager 2 venguèt dins lo sistèma de Saturne en aost de 1981. D'imatges dei satellits, deis anèus e dei cambiaments atmosferics foguèron pres. Pasmens, de problèmas sus un aparelh de la sonda empachèron uneis observacions.

Lei doas sondas descurbiguèron uneis satellits orbitant pròche o dins lo sistèma d'anèus e doas divisions suplementàrias dins leis anèus A e C.

Mission Cassini-Huygens

En julhet 2004, la sonda Cassini capitèt sa mesa en orbita dins lo sistèma de Saturne. Estúdia lei satellits de la planeta, en particular Titan, son atmosfèra e seis anèus.

Ansin, entre 2004 e 2009, uech satellits novèus foguèron descubèrts. De mai, en junh de 2004, d'imatges fòrça detalhats dau satellit Febe foguèron pres e en març de 2006, de gueisèrs d'aiga foguèron descubèrts sus la superficia d'Encelada. Pasmens, lo satellit pus observat es Titan. D'efèct, lo 25 de decembre de 2004, la sonda Huygens foguèt destacada de Cassini. Capitèt un aterratge sus Titan lo 14 de genier de 2005 mesurant de donadas nombrosas sus son atmosfèra^[59]. Puei, en julhet de 2006, Cassini demostrèt la preséncia de lacs e de mars d'idrocarburs a la superficia dau satellit^[60].

Quant a l'atmosfèra de Saturne, de chavanas e d'ulhauç foguèron observats en 2005. La poissença mesurada per lo tròn foguèt 1000 còps aquela observada per lei chavanas terrèstras^[61]. Enfin, la mission realizèt la premiera observacion d'una tempèsta similara a un ciclon amb un uelh en defòra de la Tèrra.

• (de) Ute Kehse, Polarlichter sind einzigartig – Cassini und Hubble werfen 25 Jahre alte Theorien über den Haufen, 19, febrier de 2005, Onlineportal der Zeitschrift Bild der Wissenschaft.
• (de) Thorsten Dambeck, Saturnmond in Fetzen: Die Saturnringe könnten die Trümmer eines zerborstenen Mondes sein, Bild der Wissenschaft, setembre de 2006, S. 60–63, ISSN 0006-2375.
• (de) Ronald Weinberger, Präzise Bestimmung der Rotation des Saturn, Naturwissenschaftliche Rundschau 59(12), S. 664–665 (2006), ISSN 0028-1050.
• (en) Lovett, L.; Horvath, J.; Cuzzi, J. (2006), Saturn: A New View, New York : Harry N. Abrams, Inc.. ISBN 978-0-8109-3090-2.
• (en) Karttunen, H.; Kröger, P.; et al. (2007), Fundamental Astronomy, New York: Springer, 5{a} edicion. ISBN 978-3-540-34143-7.
• (fr) Philippe Morel (dir.), Au plus près de Saturne, Coedicion Vuibert / Société astronomique de France, decembre de 2005 (ISBN 2-7117-5362-X).
• (fr) Laura Lovett, Joan Horvath e Jeff Cuzy, Saturne : De Galilée à la mission Cassini-Huygens, Editions de la Martinière, octòbre de 2006 (ISBN 2-7324-3486-8).

Sistèma Solar
(Estela : Lo Solelh)

Planetas
Mercuri · Vènus · Tèrra · Mart · Jupitèr · Saturne · Uranus · Neptun

Planetas nanas
Cères · Pluton · Èris

Pichons còrses
Asteroïdes · Cencha d'asteroïdes · Cometas · Cencha de Kuiper · Objèctes eparses · Nívol d'Oort

Satellits
T (1) : Luna —M (2) : Fòbos · Deimos —J (67) : Io · Euròpa · Ganimèdes · Callisto —S (62) : Titan · Rhea · Mimas · Enceladus · Tethys · Dione —U (27) : Miranda · Ariel · Umbriel · Titània · Oberó —N (14) : Triton

Lista dels objèctes del Sistèma Solar · Galariá del Sistèma Solar