Les systèmes lunaires des planètes réservent toujours des surprises, qu’il s’agisse de la «ronde» de Pluton et Charon ou de la taille record de Ganymède dans le système de Jupiter. Epiméthée, satellite de Saturne, s’est fait une place dans les manuels d’astronomie avec son insolite «danse de la lune», au cours de laquelle il change régulièrement d’orbite avec son voisin Janus.
Table des matières
Caractéristiques d’Epiméthée
La photographie la plus claire d’Epiméthée a été obtenue par la sonde Cassini en 2005. Autre image remarquable, celle où Janus et Epiméthée sont en train de changer d’orbite. La caméra de la sonde a réussi à capturer le moment de convergence maximale des satellites à une distance d’un peu moins d’un demi-million de kilomètres. Il ne s’agit toutefois pas de la seule source de données sur Epimetheus : la première photo des deux lunes a été envoyée par la sonde Voyager 1 en 1980.
Janus et Epiméthée
Sur la base des données obtenues, les caractéristiques suivantes du satellite sont connues :
- La forme d’Epiméthée est irrégulière, ressemblant à une noix — au pôle sud, le satellite est oblitéré par un énorme cratère. Les dimensions linéaires du satellite sont de 129×114×106 kilomètres. C’est peu, même dans le système de Saturne : le plus grand satellite, Titan, a un diamètre de 5 000 kilomètres.
- Epiméthée a une masse de 5×10 17 kilogrammes. Il est très léger : la densité finale de la lune n’est que de 0,6 g/cm 3 , soit deux fois celle d’un bouchon de liège ordinaire. Deux raisons à cela : la composition d’Epiméthée, dominée par des glaces légères de méthane et d’eau, et les vides — la porosité du corps du satellite atteint plus de 40 %. Comme Janus, son voisin, Epimetheus est un «tas de décombres» — un groupe de petits et grands blocs rocheux maintenus ensemble par leur propre gravité, et dont les interstices sont remplis de poussière légère.
- Cependant, la surface d’Epiméthée n’est pas si uniforme. Des études spectrales ont montré que la majeure partie de la glace est de couleur jaunâtre et qu’au fond des cratères et des sillons de la lune, il y a de légères veines de «roche-mère». La proximité d’Epiméthée et de Janus nous a permis de calculer avec précision leur masse grâce au rapport des influences gravitationnelles, et la présence dans la composition de la lune de quelque chose de plus lourd que le méthane et l’eau est très douteuse.
- Les caractéristiques orbitales sont le «clou» d’Epiméthée. Sa période orbitale autour de Saturne dépend de l’orbite occupée par la lune et varie à 0,7 jour terrestre près. Mais le plus important est autre. L’article a déjà mentionné la faible distance entre Epiméthée et Janus. Mais elle est petite même à l’échelle de la Terre : elle n’est que de 50 kilomètres ! En tenant compte de la faible force gravitationnelle du satellite, il est possible de se déplacer entre les lunes en voiture — si vous accélérez à 126 kilomètres par heure et que vous sautez de la rampe, vous pouvez atterrir sur Janus en vingt minutes.
Mais le fruit le plus important de cette proximité des satellites est la «danse des lunes». Au moment de la convergence maximale, qui a lieu tous les quatre ans, Epiméthée et Janus entrent dans l’orbite l’un de l’autre. Mais bien que les astronomes aient appelé cette manœuvre gravitationnelle «danse», les «partenaires» ne sont pas égaux : à chaque fois, Epiméthée modifie son orbite de 80 kilomètres, alors que Janus n’en modifie que 20. La raison en est la légèreté relative d’Epiméthée, qui permet à Janus de le faire «tourner» à sa guise.
Histoire de l’étude de Janus
Étape primaire
Epiméthée et la France
La faible distance entre Epiméthée et Janus a rendu les recherches beaucoup plus difficiles. Epiméthée a été découvert officieusement par l’astronome Audouin Dolfus, qui a repéré le satellite en 1966 grâce à la courbure des anneaux de Saturne. Aujourd’hui, l’Union astronomique internationale doute qu’il ait découvert l’un ou l’autre des deux satellites. Mais le scientifique français a déjà bien assez d’exploits à son actif
Le sujet auquel Dolfus a consacré sa vie était les planètes, en particulier les planètes lointaines, comme Jupiter ou Saturne. L’astronome s’est également intéressé à Mars. Pour étudier son atmosphère, il a utilisé un ballon auriculaire pour s’élever à 7 000 mètres au-dessus du niveau de la mer, d’où son télescope pouvait mieux voir. Cette mesure était nécessaire : avant la construction des premiers observatoires en orbite, les astronomes ne pouvaient pas voir de nombreux petits objets à cause des interférences de l’atmosphère terrestre. On lui attribue également le premier vol stratosphérique en France. Les réalisations de Dolphuis ont été récompensées par trois prix. Il convient de mentionner tout particulièrement le prix Julian Jansen, l’une des plus hautes distinctions astronomiques.
Un autre scientifique, Christian Walker, a également trouvé Epiméthée en 1966. Bien qu’il pensait lui aussi avoir découvert Janus, la découverte d’Epiméthée lui est aujourd’hui attribuée. Depuis lors, les scientifiques ont éprouvé d’inexplicables difficultés à observer Janus : alors que l’orbite calculée d’Epimetheus était rattrapée et Epimetheus, les astronomes ont retrouvé le satellite à chaque fois à un nouvel endroit. Le mouvement chaotique de Janus n’a pas trouvé d’explication — l’astronomie a eu besoin d’un deuxième «découvreur» pour clarifier la situation et séparer les deux lunes.
La séparation de Janus et Epiméthée
Janus et Epiméthée
Ces héros furent Stephen Larson et John Fountain qui, en 1978 — douze ans après la découverte — prouvèrent la séparation des deux satellites de Saturne. Deux ans plus tard, la sonde Voyager 1 a renvoyé la première image de Janus et Epiméthée, clôturant ainsi la question. Depuis lors, Larson et Fountain comptent parmi les découvreurs des deux lunes.
D’ailleurs, l’histoire de la «dualité» du satellite jusqu’en 1978 justifie pleinement son nom, choisi en l’honneur du dieu romain Janus à deux visages. Bien qu’il n’ait été officiellement adopté que lorsque Voyager l’a confirmé en 1980, Dolfus l’a prophétiquement suggéré dès la découverte.
La sonde Cassini-Huygens
Epimetheus, satellite de Saturne, dans des couleurs aussi proches que possible du naturel.
Après Voyager 1, la sonde Cassini-Huygens, qui explore le système de Saturne depuis 2004, a apporté la contribution la plus significative à l’image scientifique d’Epiméthée. Le double nom est motivé par le fait qu’au moment de son lancement en 1997, la sonde était composée de deux appareils distincts : le vaisseau spatial Cassini, destiné à prendre des images de la planète et de ses lunes depuis l’orbite, et le module d’atterrissage Huygens, conçu pour explorer la surface de Titan. Titan est le plus grand satellite de Saturne, le deuxième plus grand parmi les satellites du système solaire. Il possède non seulement une atmosphère complète, une fois et demie plus dense que celle de la Terre, mais aussi des mers de méthane liquide. «Huygens a quitté Cassini en 2005. Les deux parties de la sonde ont été nommées en l’honneur des astronomes Giovanni Cassini et Christian Huygens, qui ont découvert les cinq premiers satellites de Saturne.
Caractéristiques d’Epiméthée
Qu’y a-t-il d’autre de surprenant à propos de ce satellite de Saturne ? Outre les caractéristiques mentionnées ci-dessus, les astronomes soulignent les points suivants :
- La raison de la convergence frappante des orbites d’Epiméthée et de Janus, les astronomes la trouvent dans leur ancêtre commun, dont l’orbite, après sa destruction, s’est divisée en fragments — des lunes. Mais cela s’est produit au tout début de la formation du système planétaire de Jupiter — l’état de la surface d’Epiméthée indique son âge avancé.
- D’autres lunes jouent le rôle de satellites — bergers de la partie allongée de l’anneau de Saturne, retenant la matière de ses bords par l’influence de la résonance orbitale — symétrique dans le temps de la circulation autour de la planète, créant un puissant effet gravitationnel. Les «bergers» deviennent souvent la source de matériaux pour les anneaux, qu’ils perdent sous l’effet de la gravité de Saturne.
- En plus de garder les anneaux de Saturne, Epiméthée et Janus possèdent également leur propre anneau. Il est constitué d’éclats de glace arrachés aux deux lunes par des météorites. Epiméthée est très cratérisée et son pôle sud n’est qu’un cratère continu. Epiméthée étant 4 fois moins massif que Janus, il y a beaucoup moins de poussière provenant d’impacts météoritiques. Il est donc fort probable que le satellite soit la principale source de matériaux pour l’anneau «commun».
«Epiméthée est orné de nombreux sillons et plaines, parfois très profonds. Il s’agit très probablement de traces de l’influence gravitationnelle de Janus et des anneaux, semblables à celles que l’on trouve sur Larissa, un satellite de Neptune, qui orbite extrêmement près de la planète.
Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023