Planétologie/La planète Saturne

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Saturne avec con cortége d'anneaux.

Saturne est la sixième planète du système solaire. L'exploration de Saturne a permis d'observer son atmosphère d'assez près. Plusieurs sondes ont survolé la planète et ont pu y photographier des cyclones de grande taille, dignes de ceux observés sur Jupiter. Les deux planètes sont d’ailleurs assez semblables, du fait qu'il s'agit tout deux de planètes Joviennes. Sa taille est cependant inférieure, de même que sa masse et sa densité. Il est connu que sa densité est inférieure à celle de l'eau : s'il existait un océan capable de contenir Saturne, la planète flotterait sur cet océan. Saturne est connue en raison de son système d'anneaux, visible au télescope (avec un peu de chances et du bon matériel). Comme pour Jupiter, le système saturnien est l'ensemble des corps et anneaux qui orbitent autour de Saturne. Outre les célèbres anneaux de Saturne, ce système contient un grand nombre de satellites : environ 200, plus que Jupiter ! C'est le plus grand nombre de satellites par planète de tout le système solaire. Certains de ces satellites sont relativement connus : Titan, Encelade, etc. Certains se situent dans les anneaux mais d'autres en sont séparés.

Système saturnien.

Structure interne[modifier | modifier le wikicode]

Intérieur de Saturne.

La structure interne de Saturne est celle de toute planète géante, à savoir une structure semblable à celle de Jupiter :

  • un noyau rocheux sphérique ;
  • une couche de "glaces" assez fine ;
  • un couche d'hydrogène métallique ;
  • une atmosphère d'hydrogène gazeux.

Comme pour Jupiter, Saturne rayonne plus de chaleur qu'elle n'en recoit de la part du Soleil. Le responsable est encore une fois le processus de Kelvin-Helmholtz.

Atmosphère[modifier | modifier le wikicode]

L'atmosphère de Saturne est elle aussi similaire à celle de Jupiter : structure en bandes latérales, présence de cyclones, d'orages, de vents violents, etc. Elle est elle aussi structurée en une troposphère, surmontée par une stratosphère et une thermosphère. La troposphère est une couche nuageuse, avec des nuages d'eau, d'ammoniac ou d'hydrosulfure d'ammoniac, selon l'altitude.

Cyclones de grande taille[modifier | modifier le wikicode]

Grande tâche blanche de Saturne.
Hexagone polaire de Saturne.

Tout comme sa sœur Jupiter, Saturne a une atmosphère mouvementée, dans laquelle de gigantesques cyclones apparaissent et disparaissent avec le temps. Ces cyclones de grande taille ne sont pas aussi gros que ceux de Jupiter, sans doute parce que Saturne est plus petite et qu'elle reçoit moins de rayonnement de la part du Soleil. Mais certaines structures cycloniques sont digne de la grande tâche rouge.

Saturne possède un cyclone de grande ampleur, la grande tache blanche, qui est une sorte d'équivalent de la grande tache rouge jovienne. Cette grande tache blanche est relativement connue des astronomes, bien que moins que la grande tache rouge de Jupiter. La différence avec la grande tache rouge est que les grandes taches blanche sont des phénomènes périodiques, qui apparaissent tous les 30 ans. La dernière occurrence de cette tempête a été observée par la sonde Cassini en 2011.

Les deux pôles de Saturne sont recouverts chacun par un gigantesque anti-cyclone, qui sépare ces pôles du reste de l'atmosphère planétaire. Ces anticyclones polaires sont similaires à ceux observés sur les autres planètes. Chose étrange, l'anticyclone du pôle nord a une belle forme hexagonale, relativement stable dans le temps. A chaque survol par les sondes spatiales, cet hexagone était présent, signe que celui-ci a conservé sa forme durant plusieurs décennies. Cela peu paraitre étonnant, mais des expériences en laboratoire ont permis de reconstituer un système similaire, en modèle réduit. Mais expliquer cette forme n'est pas simple. Les scientifiques ont bien quelques pistes (de sombres histoires d'ondes stationnaires, ...), mais rien de bien certain à l'heure actuelle. Chose étrange, le pôle sud n'a pas de cyclone hexagonal, bien qu'il soit entouré par un cyclone de grande taille de forme cependant plus quelconque.

Composition chimique[modifier | modifier le wikicode]

L'atmosphère de Saturne a une composition chimique similaire à celle de Jupiter.

Élément chimique Pourcentage de l'atmosphère en nombre de molécules
Dihydrogène (H2) ~93 %
Hélium (He) ~5 %
Méthane (CH4) 0,2 %
Vapeur d'eau (H2O) 0,1 %
Ammoniac (NH3) 0,01 %
Éthane (C2H6) 0,0005 %

Cependant, l'atmosphère de Saturne semble quelque peu appauvrie en hélium comparé à celle de Jupiter, dans ces proportions assez faibles cependant. Cela provient de l'immiscibilité de l'hélium dans l'hydrogène métallique. En conséquence, l'hélium coalise en bulles d'hélium qui coulent au fond de la couche d'hydrogène métallique, ce qui appauvrit quelque peu la couche d'hydrogène externe.