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La planète Saturne ♄
La planète Saturne ♄
Les anneaux de Saturne
Des milliers d'anneaux
Des milliers d'anneaux
Formation nuageuse hexagonale

La planète Saturne ♄

La planète Saturne est une planète géante gazeuse comme Jupiter mais elle est un petit plus petit en taille et beaucoup moins dense. C’est la deuxième planète la plus grosse et la plus massive du système solaire.

Saturne est la 6e planète en partant du Soleil, elle se trouve entre Jupiter et Uranus.

Sa principale caractéristique tient à ses anneaux constitués de poussières et de glace. Ils sont très étendus et très brillants au point qu’ils sont même visibles depuis la Terre.

L’atmosphère de Saturne, bien que calme en apparence en comparaison de celle de Jupiter, produit des vents qui peuvent aller jusqu'à la vitesse incroyable de 1800 km/h !

Le système de Saturne est composé de nombreux satellites, 63 confirmés, dont Titan qui est le 2e plus gros satellite du système solaire, après Ganymède, et qui a la particularité d’avoir une atmosphère épaisse. Une sonde, Huygens de la mission Cassini-Huygens s’est même posé à sa surface en 2005.

Le jour « samedi » fait référence à Saturne, « Saturni dies » ou le « jour de Saturne ».

Dans la mythologie romaine, Saturne est le dieu de l’agriculture et du temps.

Le symbole astronomique de Saturne est ♄.

Caractéristiques de Saturne

Type d'objet :
Planète, Planète géante, Planète géante gazeuse
Découverte :
Antiquité
- Orbite -
----------
Localisation :
Système solaire externe
Demi grand-axe Le demi grand-axe d'une ellipse est le plus long diamètre :
1429,4 millions de km (9,5293 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km)
Périhélie Distance minimum au Soleil :
1349,467375 millions de km (8,9964 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km)
Aphélie Distance maximum au Soleil :
1503,983449 millions de km (10,0266 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km)
Excentricité de l'orbite Plus la valeur est proche de 0, plus l'orbite est circulaire :
0,0541506
Inclinaison de l'orbite Inclinaison du plan de l'orbite sur l'écliptique, L'écliptique est l’intersection de la sphère céleste avec le plan écliptique (plan géométrique contenant l’orbite de la Terre autour du Soleil) :
2,48446 °
Période de révolution Un tour complet autour du Soleil :
29 ans 5 mois 13 j 12 h 28 min 15 s
Vitesse orbitale :
9,6446 km/s - de 9,137 à 10,183 km/s
- Rotation -
----------
Période de rotation :
0,4394 jours - 10 h 32 min 45 s
Inclinaison axiale :
26,73 °
- En chiffre -
----------
Diamètre moyen :
116 464 km
Diamètre équatorial :
120 536 km - 9,4492 (Terre=1)
Diamètre polaire :
108 718 km
Aplatissement :
0,09796
Volume :
757 (Terre=1)
Masse Par rapport à la Terre :
95,152 (Terre=1) - 1/3498,77 (Soleil=1)
Densité :
687,3 kg/m3 - 0,125 (Terre=1) - 0,69 (Eau=1)
Gravité à l'équateur :
1,064 (Terre=1)
Vitesse de libération :
127 800 km/h - 35 500 m/s
Température à 0,1 bar :
-189 ° C
Température à 1 bar :
-139 ° C
Température centrale :
11 000 K
Densité à 1 bar :
0,19 kg/m3
Vitesse du vent :
0 à 400 m/s
Atmosphère :
Hydrogène 96,3 %, Hélium 3,2 %, Méthane 0,2 %, Vapeur d'eau 0,1 %, Gaz traces 0,2 %
Moment magnétique Intensité du champs magnétique :
600 (Terre=1)
- Observation -
----------
Diamètre apparent Diamètre apparent équatorial au plus loin et au plus près de la Terre :
de  " à 20,8 "
Magnitude apparente Mesure de l'irradiance d'un objet céleste observé depuis la Terre :
Magnitude à 1 UA Unité Astronomique : 150 000 000 km = 1 UA : -8,88 - de -0,241 à -1,47
Albédo Fraction de lumière réfléchie par un objet :
Géométrique Indique le rapport entre l'intensité lumineuse réfléchie vers l'observateur et celle reçue par l'objet lorsque le Soleil, l'observateur et l'objet sont alignés, Indique la proportion de lumière réfléchie par rapport à celle théoriquement réfléchie par un disque blanc parfaitement diffusant, : 0,47 - < : 0,342
- Anneaux -
----------
Nombre d'anneaux :
Plus de 1000 dont 7 principaux
Rayon planétaire :
1,09 à 8 (rayon planétaire=1)
Rayon :
66 900 à 480 000 kilomètres
Epaisseur :
< 1 kilomètres
Taille des particules :
0,01 à 10 m
Diamètre du satellite de masse :
450 kilomètres
- Satellites -
----------
Nombre de satellites :
> 62

Paramètres orbitaux de Saturne

Rotation de la planète Saturne

Saturne a un axe de rotation incliné à 26,73 °, c’est un peu plus que l’inclinaison de la Terre (23,44 °) ce qui provoque des phénomènes saisonniers.

Tout comme Jupiter, Saturne a une période de rotation très courte ce qui provoque un renflement équatorial et un aplatissement au niveau des pôles.

La rotation différentielle de l’atmosphère fait que certaines zones tournent plus vite que d’autres.

Par ailleurs, on a remarqué un changement de la durée de la rotation de Saturne qui est passé de 10 h 39 min 22,3 s lors du passage des sondes Voyager dans les années 1980 à 10 h 45 min 45 s lors de la mesure effectuée par la sonde Cassini en 2004. La raison de cette variation de la vitesse de rotation de Saturne est encore inconnue mais on suspecte des interactions électromagnétiques entre l’atmosphère de Saturne et les émissions de vapeur d’eau des geysers d’Encelade, l’un de ses principaux satellites ce qui conduirait à une modification du champs magnétique et donc à une variation de la vitesse de rotation de Saturne.

Une nouvelle méthode du calcul de la vitesse de rotation de Saturne a déterminé une vitesse de 10 heures 32 minutes 45 secondes .

Cliquez avec votre souris pour faire tourner Saturne. Molette pour zoomer. Voir en plein écran

Révolution de la planète Saturne

Saturne se trouve à une distance du Soleil comprise entre 1349,467375 millions de kilomètres et 1503,983449 millions de kilomètres soit environ de 9 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km à 10,03 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km.

L’excentricité de l’orbite de Saturne est de 0,054 contre 0,017 pour la Terre.

Saturne effectue une révolution autour du Soleil en 10757,737 jours soit 29 ans 5 mois 13 jours 12 heures 28 minutes 15 secondes  sur un plan incliné à 2,48446 ° par rapport au plan de l'écliptique.

Malgré la distance, on peut facilement percevoir la variation de l’inclinaison des anneaux de Saturne par rapport à la Terre en fonction de leurs positions respectives autour du Soleil.

Voir la position de la planète Saturne en ce moment
  • Soleil
  • Mercure
  • Vénus
  • Terre & Lune
  • Mars
  • Ceinture d'astéroïdes
  • Jupiter
  • Saturna & Anneaux
  • Uranus
  • Neptune

Structure interne de Saturne

NomEpaisseur (km)Distance (km)
Roche 6 260 6 260
Glaces 6 260 12 520
Hydrogène métallique 14 143 26 663
Hélium liquide 3 478 30 141
Hydrogène liquide 17 853 47 994
Atmosphère 1 54 021
Surface 6 028 54 022

On pense que Saturne a une composition interne similaire à Jupiter. On y trouverait :

  • un noyau rocheux de silicates et de fer représentant entre 10 et 20 fois la masse de la Terre,
  • une couche d'hydrogène métallique, entourerait cette graine
  • une couche d'hydrogène liquide recouvrirait l’hydrogène métallique
  • une couche d'hydrogène à l’état gazeux constituerait la couche externe, l’atmosphère.

Composition interne de Saturne

L’hydrogène est le principal constituant de la haute atmosphère de Saturne avec près de 96,3 % suivi de l’hélium à hauteur de 3,2 % d'hélium, le reste est constitué de traces de méthane (0,2 %), d'éthane (0,1 %), de vapeur d'eau (0,2 %), d'ammoniac, et d'autres gaz sous forme de traces comme l'acétylène et la phosphine.

La couche la plus externe de l’atmosphère contient des cristaux d'ammoniac, les couches en dessous contiennent de l'hydrosulfure d'ammonium NH4SH ou de l'eau.

On ne connaît pas bien la composition interne de la planète et notamment les constituant les plus lourds situés dans le noyau mais ce dernier serait de 20 à 30 fois plus massif que la planète Terre.

Comme pour Jupiter, les différentes couches ne seraient pas clairement séparées, au contraire, les changements d’état de l’hydrogène seraient progressifs en fonction de la pression et de la température. Il n’y aurait donc pas de surface solide.

Températures

La température à l’intérieur de Saturne pourrait atteindre les 11 000 K au cœur du noyau.

Comme Jupiter, Saturne émet plus de chaleur que ce que lui apporte le Soleil.

Saturne étant très éloignée du Soleil, elle ne reçoit que peu d’énergie solaire, beaucoup moins que Jupiter.

Les températures mesurées en « surface », c'est-à-dire sur la haute atmosphère, sont de  -189 ° C à 0,1 bar de pression et  -139 ° C à 1 bar.

Caractéristiques physiques de Saturne

Masse et dimensions

Saturne est la deuxième planète la plus massive du système solaire après Jupiter. Elle est 95 fois plus massive que la Terre et son diamètre est plus de 9,5 fois plus grand que le diamètre terrestre. On pourrait loger 760 planètes Terre à l’intérieur de Saturne. Bien que sa taille soit proche de celle de Jupiter, elle est toutefois 3,3 fois moins massive que cette dernière et 5,5 fois plus que Neptune.

Saturne a la particularité d’avoir une masse volumique moyenne inférieure à celle de l’eau (0,69 (Eau=1)), autrement dit, elle pourrait flotter si l’on pouvait la poser sur un océan suffisamment grand mais ceci est dû à son atmosphère d’hydrogène très épaisse qui contrebalance un noyau très dense et très lourd.

Renflement équatorial

De par sa vitesse de rotation élevée, Saturne a une forme ovale, aplatie aux pôles avec un renflement à l’équateur du fait de la force centrifuge. La différence est encore plus marquée que pour Jupiter puisque les diamètres équatoriaux et polaires diffèrent de près de 10%. Le diamètre a l’équateur étant de 120 536 km alors que le diamètre polaire n’est que de 108 718 km.

Cette morphologie particulière est visible dans un petit télescope depuis la Terre.

Magnétosphère

La magnétosphère de Saturne, bien que plus étendue que celle de la Terre est toutefois beaucoup plus faible que celle de Jupiter.

Atmosphère de la planète Saturne

L’atmosphère de Saturne connaît une rotation différentielle qui fait que certaines zones tournent plus vite que d’autres engendrant quelques phénomènes atmosphériques dans la haute atmosphère, cependant ils sont beaucoup moins visibles que sur Jupiter mais les vents qu’on y mesure atteignent parfois les 1800 km/h !

L’atmosphère est composée de bandes nuageuses comme pour Jupiter mais elles ne présentent que très peu de nuances de couleurs ce qui les rend indiscernables depuis la Terre dans un télescope d’amateur.

Le télescope spatial Hubble a pu photographier un nuage blanc très étendu dans la haute atmosphère puis un second en 1994. On peut aussi observer des orages et des tourbillons comme sur Jupiter mais en moins contrasté. Ces tâches blanches sont comparables aux grandes tâches de Jupiter comme la Grande tâche rouge. Il semblerait que ces formations nuageuses aient une période d’une trentaine d’années.

Récemment, la sonde Cassini a pu observer un système d’orages très étendu dans l’hémisphère nord de la planète, une formation blanche très étendue

Les pôles semblent émettre de la chaleur, ce qui est unique pour l’instant dans le système solaire.

La sonde a aussi pu observer les zones polaires de Saturne et notamment une formation hexagonale centrée autour du pôle nord, avec des bords ayant des longueurs de plus de 13 800 km, qui avait déjà été détectée par les sondes Voyager. Ce phénomène n’est pas encore expliqué avec certitude. Il pourrait s’agir d’ondes de résonance dues à la rotation de l’atmosphère ou à des interactions magnétiques ou encore à des aurores polaires particulières.

Le pôle sud ne présente pas ce type de structure hexagonale. En revanche il possède depuis au moins 2006 un ouragan de 2 000 km de diamètre dont la vitesse des vents dépasse les 530 km/h. Il semble rester en position stationnaire au dessus du pôle sud comme un vortex. C’est le seul possédant un œil cyclonique net.

Un courant jet est aussi visible au niveau du pôle sud.

La sonde Cassini observe régulièrement la formation et l’évolution complète de nouveaux systèmes orageux, de leur apparition à leur disparition sur des périodes de plusieurs moins. Ces formations orageuses pouvant atteindre 3000 km de long sont principalement observées dans une zone surnommée « l’allée des tempêtes », à des latitudes comprises entre 30° et 40° dans l’hémisphère sud.

Hexagone au pôle nord de Saturne

Cette image montre l'hexagone du pôle nord avec le courant-jet nord de Saturne de couleur légèrement jaune sur l'image. Au dessus du pôle, on voit un ouragan avec son oeil au centre. Les vents atteignent les 350 km/h sur les côtés de l'hexagone.

Formation nuageuse dans l'hémisphère nord de Saturne
Formation nuageuse dans l'hémisphère nord de Saturne

Tempête dans l'hémisphère nord

La sonde Cassini a observé une gigantesque tempête qui s'est développée en 2011 dans l'hémisphère nord, la plus grande jamais observé. Elle mesurait 15 000 km de large sur 300 000 km de long et couvrait une surface de 5 milliards de km²...!

Formation nuageuse dans l'hémisphère nord de Saturne
Formation nuageuse dans l'hémisphère nord de Saturne

Anneaux de Saturne

Saturne possède un système d'anneaux complexe et remarquable.

Consultez notre page spéciale et notre carte interactive des anneaux de Saturne

En savoir plus sur les anneaux de Saturne

Les anneaux de Saturne
Les anneaux de Saturne

Observation de la planète Saturne

Saturne est visible à l’œil nu depuis le Terre.

En tant que planète externe, on n’observe pas de phases comme sur Vénus ou Mercure.

Le diamètre apparent est comprit entre  " et 20,8 ".

La magnitude apparente varie de -0,241 à -1,47. La magnitude apparente à 1 UA est de -8,88.

L'albédo géométrique est de 0,47 et l'albédo de Bond est de 0,342.

Avec de simples jumelles, il est déjà possible de distinguer les anneaux et dans un télescope on les voit très distinctement. On surnomme Saturne le « joyaux » du système solaire et c’est bien souvent la planète dont l’observation est la plus impressionnante à cause de ses anneaux et c’est le plus souvent elle qui transmet le « virus de l’astronomie » aux astronomes en herbe.

Depuis la Terre, seul Titan, son plus gros satellite (le 2e plus gros après Ganymède) est visible sous la forme d’un petit point brillant.