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à la Terre | ||
10h 39min 25s interne | ||
à l'orbite |
10% He 2% CH4 nuages NH3, de NH4SH et de H2O |
Son albédo est de 0,76.
Son champ magnétique est 500 fois supérieur à celui de la Terre.
Saturne a 60 satellites, ainsi que des anneaux larges et nombreux.
La structure de son atmosphère est semblable à celle de Jupiter avec des ceintures parallèles à l'équateur conduite par rotation rapide.
Saturne a une rotation différentielle.
Il n'y a pas de perturbation dans la ceinture.
Il y a de puissantes tempêtes qui peuvent se produire dans des intervalles d'environ 30 ans (l'été dans l'hémisphère nord)
Le réchauffement de l'atmosphère peut déclancher des tempêtes qui durent plusieurs semaines avant que les puissants vents ne les dispersent.
Son atmosphère ressemble à celle de Jupiter: principalement constituée d'Hélium et d'Hydrogène.
Les nuages de Saturne paraissent plus colorés que ceux de Jupiter, principalement jaune et orange.
Avec les basses températures, les nuages reposent plus bas dans l'atmosphère et un brouillard plane dans les hautes latitudes.
La sonde Voyager nous a informé que la forme des nuages avait la même forme complexe que ceux de Jupiter, avec des vitesses de vents plus fortes (500 m.s-1) au niveau de l'équateur.
L'intérieur de Saturne ressemble au point de vue composition a celui de Jupiter. On y trouve un petit noyau rocheux (20000km de diamètre, 20 fois la masse de la Terre), Il y a une large zone d'Hydrogène liquide et une petite zone d'Hydrogène métallique liquide. La plus grande partie de son intérieur est liquide.
On trouve une similarité sur deux points importants:
Ils ont une épaisseure inférieure à 1 kilomètre.
L'albédo est très élevée: composé de morceaux de glace en grande partie.
Ils forment des bandes larges à l'intérieur desquelles on observe un grand nombre de zones claires ou sombres.
La bande principale (appelé A, B, C) est distante de la planète de 70000 à 140000km (1,15 à 2,25 fois le rayon de la planète).
La bande principale est divisée par la division de Cassini.
La région la plus proche de Saturne, l'anneau D, est caractérisé par sa faible luminosité. On la confond avec les couches supérieurs de l'atmosphère.
Quand la luminosité augmente, cela signifie le début de l'anneau C. Il est formé d'une série de bandes transparentesde plusieurs centaines de kilomètres de large, séparés par de petits anneaux opaques. Dans la région périphérique se trouve la division de Maxwell.
L'anneau B est séparé de l'anneau C par un bord très net où l'on observe une augmentation considérable de la luminosité et de l'opacité des matériaux. Il s'étend de 92000 à 118000km. Sa structure fine est très complexe. elle est faite d'une succession irrégulière de bandes alternativement claires et sombres de largeur variable.Cette anneau B s'arrête brusquement à la limite interne de la division de Cassini. Cette limite correspond exactement à la raisonnance 2: entre la période orbitale d'une particule de l'anneau et celle du satellite Mimas. Il n'est pas totalement vide, sa structure interne est complexe, au centre on a une bande de 1400km de large formé d'une succession très régulière de petits anneaux claires et sombres.
L'anneau A possède un début brutal et discontinu, la luminosité décroit légèrement vers l'extérieur, on y trouve la division de Encke (pas vide, mince petit anneau). Juste au bord de l'anneau A se trouve une région de quelques centaines de kilomètres qui est séparé par la mince division de Keeler et qui a une luminosité supérieur de 30% à celle de la partie la plus interne.
La vitesse de rotation varie de façon irrégulière. La partie externe de l'anneau A : v = 16 km/s . La partie interne de l'anneau B : v = 20 km/s .
Ils sont constitués de particules de glace d'eau ou de roches coagulées avec de la glace d'eau.
Les théories proposées sont: le satellite avorté ou le satellite détruit.
La masse totale est environ égale à la masse d'un satellite de type Mimas ou d'Eneslade: l'hypothèse de la collision est probable.
Le système de Saturne créé à partir d'un disque de particules en rotation autour de Satellite. Il existe une zone où le processus de formation de satellites demeure bloqué dès le début: l'intérieur de la limite de Roche. La gravité de la planète générant des forces de marée y empéchant l'agrégation des particules et la formation d'objets de grande dimension. Donc dans la zonne des anneaux, pas de possibilité de formation de satelitte.
Les anneaux planétaires sont proches de la planète. A l'intérieur d'une zone de rayon égale à 2,5 fois le rayon de la planète.
Les petits satellites de tailles inférieur à 150 km peuvent graviter dans cette zone mais pas de plus gros.
L'effet de marée qui est responsable de l'existence de cette zone propice à l'existence d'anneaux autour de chaque planète. L'effet de marrée qu'une planète produit sur son satellite tend à donner à celui-ci une forme ovale.
Plus le satellit est proche, plus la force de marée est forte.
1849: Edward-Albert Roche:
Si un satellite se rapproche en deça d'une certaine limite appelé limite de Roche, la force de marée devient plus grande que la force gravitationnelle que le
satellite exerce sur lui-même.
Si le satellite n'a pas d'autres forces de cohésion interne que la propre gravitation, l'effet de marée le désintègre.
La limite de Roche est située à une distance du centre de la planète égale à environ 2,5 fois le rayon de la planète (la valeur exacte dépend de la densité de la planète et du satellite).
La taille du satellite qui gravite à l'intérieur de la limite de Roche augmente à mesure que l'on s'éloigne de la planète.
Evaluation importante de l'effet de marée qu'exerce ces satellites sur la planète, calcul de la différence d'accélération gravitationnelle Δa subie par un point situé au centre de la planète et un autre situé du côté opposée du satellite.
m : masse du satellite
d : distance planète-satellite (de centre à centre)
R : rayon de la planète
Loi de gravitation universelle:
Δa = (Gm/d2) - (Gm/(d+R)2) = Gm [ ((d+R)2 - d2)/(d2(d+R)2) ]
Δa = Gm [ (2dR+R2)/(d2(d+R)2) ]
Avec l'approximation: R«d , on néglige R2 et on pose que (d+R)2=d2
Δa = (2GmR)/d3
L'effet de marée est proportionnel à la masse m de l'objet qui le produit ainsi qu'au rayon R de l'objet qui le subit. L'effet de marée produit par une planète sur des satellites est plus important que l'effet de marée produit par les satellites sur leur planète.
Lorsque Δa due à l'effet de marée atteint le même ordre de grandeur que la gravitation propre du satellite, celui-ci perd sa cohésion gravitationnelle et risque de voler en éclat.
La distance en deça de laquelle cela risque de se produire est égale à:
d = 2,45R (ρM/ρm)1/3
R : rayon de la planète
ρM : masse volumique de la planète
ρm : masse volumique du satellite
Pour le système Terre-Lune: d = 180000km
L'équation ci-dessus prend en compte plusieurs effets. Sa forme générale s'obtient assez facilement en égalant Δa avec l'expression de la gravitation à la surface d'un satellite de masse m et de rayon r situé à une distance d d'une planète de masse M et de rayon R.
La planète commence à compromettre la cohésion d'un satellite à partir d'une distance 2 fois plus grande que ce simple calcul.
2 effets contribuent à l'augmentation de la limite de Roche:
Rotation du satellite sur lui-même fait diminuer sa gravitation de façon effective.
Une partie de la gravitation de surface d'un objet en rotation ne contribue pas à sa cohésion, mais fournit la force centripète nécessaire au mouvement
circulaire uniforme.
On suppose que la période de rotation du satellite a été stabilisée par les effets de marées et qu'elle est égale à la période de révolution autour de la
planète:
d = 1,44R (ρM/ρm)1/3
Prendre en compte le fait que l'effritement d'un satellite par l'effet de marée est rendu plus aisé par la forme ovoïde qu'il adopte à cause de
l'effet de marée.
Sa surface aux endroits où se trouvent les renflements de marée est plus éloignéedu centre que son rayon moyen r et la cohésion gravitationnelle due à sa
gravitation s'en trouve diminuée d'autant.
Saturne a 60 satellites (découvert en juillet 2007), dont Titan (1655), Japet (1671), Rhéa (1672), Encelade (1789), Mimas (1789), Hypérion (1848).
Saturne a 19 satellites dont le diamètre est supérieur à 10km.
Ils sont tous dans son plan équatorial de Saturne sauf 2.
Leur densité varie de 1,2 (Thetys) à 1,9 (Titan).
On les classe en trois catégories:
Ils sont principalement constitués de glace(60 à 70%) et un peu de roche (30 à 40%).
Il n'y a pas de relation entre la densité du satellite et sa distance par rapport à Saturne.
Tous les satellites (mis à part Phoebé) présente la même face à Saturne.
La plupart des satellites sont cratérisés.
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