Avant que les engins spatiaux ne commencent à explorer Saturne, jusqu’à il y a quelques décennies, cette planète était considérée comme un unicum parmi les autres planètes, grâce à l’anneau brillant qui entourait son équateur.
Les observations au sol de ces dernières années, et surtout les missions spatiales vers les planètes géantes, ont montré que les anneaux sont l’une des caractéristiques des grandes planètes. Cependant, l’intérêt pour les anneaux de Saturne s’est encore accru, notamment après le passage de trois engins spatiaux à proximité de Saturne.
Saturne est l’une des cinq planètes brillantes visibles à l’œil nu dans le ciel. Dans l’Antiquité, elle était même vénérée par de nombreux peuples.
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Les explorations de Galilée
La véritable étude de cette planète a cependant commencé le jour où Galilée a pointé pour la première fois son télescope vers Saturne, que l’on croyait alors à la périphérie du système solaire. Il découvrit que deux satellites de même luminosité étaient visibles de part et d’autre de Saturne, à la même distance de son centre, et suggéra que Saturne était une planète triple. Aujourd’hui, il est clair que Galilée a vu les «oreilles» de l’anneau qui entoure la planète (en raison de l’optique imparfaite de son télescope, il ne pouvait pas voir les anneaux dans leur intégralité).
Les recherches de Christiaan Huygens
Monument à Christiaan Huygens à Rotterdam
En 1659, Christian Huygens van Zeulihem confirme les idées de Galilée par ses observations : les deux satellites que Galilée avait vus de part et d’autre de Saturne s’avèrent être les ergots d’un anneau plat, ce qui le fait s’ouvrir et parfois disparaître (lorsque Saturne est tournée vers l’observateur terrestre avec son bord). Mais c’est Huygens qui, le premier, a vu le miracle saturnien sous la forme d’un mince anneau «qui ne la touche pas et qui est incliné sur l’écliptique».
L’hypothèse de l’anneau de Saturne n’a pas été prise au sérieux par les scientifiques pendant longtemps. Certains pensaient qu’il s’agissait d’un effet de réflexion de la lumière sur les surfaces des lentilles des télescopes. Mais peu à peu, l’idée de l’anneau, avancée par Huygens, s’est imposée dans les esprits. En 1662, une ombre de l’anneau a été observée sur Saturne, ce qui a confirmé qu’il s’agissait d’une substance réelle et non d’un mirage.
On a ensuite constaté que l’anneau est divisé par un espace en deux anneaux (extérieur et intérieur). L’anneau extérieur est à son tour divisé en deux parties par un espace encore plus sombre. Enfin, en 1850, un troisième anneau a été découvert parmi les anneaux déjà connus.
La théorie de Maxwell et l’analyse de Kovalevskaya sur la stabilité des anneaux de Saturne
Le problème des anneaux de Saturne a été théorisé en 1857 par James Clerk Maxwell, qui est arrivé à la conclusion que l’anneau n’était pas solide, mais constitué de particules de poussière et de petits cailloux, chacun d’entre eux, comme un satellite, tournant autour de Saturne. Une analyse plus complète de la stabilité des anneaux de Saturne et de leur structure a été réalisée dans les années 70 du XIXe siècle par la remarquable mathématicienne russe Sofya Vasilyevna Kovalevskaya.
Sophia Vasilyevna Kovalevskaya
Dans un petit télescope, l’anneau de Saturne semble solide, mais dans un télescope à longue focale, il devient visible qu’il est constitué de plusieurs anneaux concentriques avec des espaces sombres entre eux. Les anneaux A et B, les plus brillants, sont séparés par la fente de Cassini. L’anneau B est à son tour séparé de l’anneau transparent C, appelé anneau de crêpe ; un anneau plus clairsemé est placé entre la planète et l’anneau B.
Parfois, l’anneau extérieur englobant l’anneau A est également observé — il est plus raréfié et n’est donc pas toujours observé. Le bord extérieur de l’anneau A est situé à une distance de 137,5 milliers de kilomètres du centre de la planète. Son épaisseur atteint plusieurs centaines de mètres, si bien que lorsqu’il est tourné vers l’observateur avec un bord, il devient invisible. C’est pourquoi il a disparu presque sous les yeux de Galilée. Outre les anneaux, dix satellites de Saturne ont également été découverts depuis la Terre.
Vaisseau spatial
Représentation artistique du vaisseau spatial Pioneer 11
Mais en septembre 1979, le premier vaisseau spatial, Pioneer 11, a atteint le voisinage de Saturne. Les photographies de la planète transmises par la sonde spatiale à la Terre révèlent deux anneaux extérieurs supplémentaires, F et G. La fente entre les anneaux A et F a été baptisée fente Pioneer. L’anneau G était éloigné du centre de la planète d’une distance de 600 à 900 000 kilomètres. Cependant, des informations encore plus sensationnelles ont été transmises à la Terre par deux autres engins spatiaux, Voyager 1 et Voyager 2, qui sont passés devant Saturne en 1980 et 1981.
Saturne a accéléré les deux véhicules qui, après avoir achevé leur programme (Voyager 2 a encore exploré le système d’Uranus en 1986 et Neptune en 1989), se sont lancés dans le vol interstellaire en toute liberté. Au cas où, dans plusieurs millions d’années, ils atteindraient une étoile près de laquelle il y aurait des planètes et une vie intelligente, chacun des Voyager est équipé de disques gramophones en cuivre contenant des enregistrements de salutations en 60 langues (y compris certaines langues de peuples disparus depuis longtemps — le sumérien et l’akkadien), de la musique de différentes époques et de différents peuples, des sons de la nature (cris d’animaux et d’oiseaux, bruits de la mer, tonnerre, etc.), divers matériels d’illustration (la manière de convertir le disque en image télévisée est indiquée).
La structure des anneaux de Saturne
Cette image montre les structures les plus élevées des anneaux principaux de Saturne. Selon la NASA, «des structures verticales, parmi les plus hautes des anneaux principaux de Saturne, s’élèvent brusquement depuis le bord de l’anneau B de Saturne». Photo obtenue par la station Cassini».
Qu’est-ce que Voyagers a vu dans le système de Saturne ? La fine structure unique des anneaux, le relief des satellites, les détails de la couche nuageuse de l’atmosphère de la planète, et bien d’autres choses encore. Il s’avère que Saturne ne possède pas six ou sept anneaux, mais plusieurs milliers (voire des centaines de milliers) d’anneaux individuels. Sur les photos, l’ensemble du système d’anneaux ressemble à des sillons sur des disques de gramophone ou à des cercles sur de l’eau. Dans la zone de l’anneau F, qui se compose à son tour de dizaines d’anneaux distincts, on a trouvé trois anneaux étroits entrelacés comme des brins de faux. De plus, des boucles sont visibles dans ces anneaux. Les photographies des anneaux ont révélé un détail étonnant : des «rayons» radiaux ou des doigts s’étendant sur des milliers de kilomètres à travers les zones les plus brillantes des anneaux. Ces formations ont été baptisées Spokes. Il s’est avéré qu’elles figuraient dans les dessins d’observateurs du siècle dernier.
Cependant, les observations des engins spatiaux n’ont pas permis d’expliquer les mystères des Spokas. Elles tournent «solidement», n’obéissant pas à la loi képlérienne des vitesses. Leur période de rotation coïncide avec la période de rotation de la magnétosphère autour de Saturne. On pense que les rayons sont des glaces ou des poussières fines chargées, suspendues par un champ électrique au-dessus des anneaux.
Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023