Saturne
Physique
| Masse (g): |
5.688 1029 |
| Masse (Terre = 1): |
95.18 |
| Rayon équatorial (km): |
60270 |
| Rayon équatorial (Terre = 1): |
9.45 |
| Densité moyenne (g/cm3): |
0.69 |
| Densité moyenne (Terre = 1): |
0.13 |
| Volume (Terre = 1): |
761 |
| Accélération de la gravité
à l'équateur (m/s2) |
9.05 |
| Accélération de la gravité
à l'équateur (Terre = 1) |
0.93 |
| Vitesse de libération
à l'équateur (km/s) |
35.5 |
| Période de rotation
sidérale à l'équateur |
10h 13 min 23s |
| Révolution sidérale |
29.46 années |
| Inclinaison de l'équateur
sur le plan de l'orbite (°) |
26.7 |
| Nombre de satellites |
30 |
Saturne est un cas unique dans le Système solaire par la complexité et la richesse de ses anneaux. Avec sa masse égale à 95 masses terrestres et un grand rayon de 9,45 rayons terrestres, Saturne est à peine plus petite que Jupiter; aussi est-ce la planète la moins dense de tout le Système solaire : sa densité est de 0,69 fois celle de l'eau, contre 1,25 pour Jupiter. Le renflement équatorial de la planète, qui atteint 1/9 de son diamètre, indique une forte concentration de la masse vers le centre. La gravité de surface de Saturne représente 93 % de la gravité terrestre. La planète reçoit 91 fois moins de lumière et de chaleur du Soleil que la Terre. Saturne tourne autour de son axe en 10,233 heures. Sa distance moyenne au Soleil est de 9,516 unités astronomiques, son orbite est inclinée d'à peine 2,5° par rapport à l'écliptique et pour accomplir une révolution entière autour du Soleil elle met 29,46 années. À cause de sa rotation rapide, Saturne comme Jupiter est aplatie de façon notable aux pôles ; en outre, sa période de rotation à l'équateur est de 10 h 13 min alors qu'aux plus hautes latitudes elle est de 10 h 38 min.
La complexité du système formé par la planète, ses satellites et ses anneaux en fait un objet de recherche passionnant dans les domaines de la mécanique et de la dynamique célestes. Outre la richesse et la beauté des anneaux, Saturne se distingue aussi par son satellite Titan doté d'une atmosphère dense qui, selon certains, pourrait abriter des molécules organiques très complexes similaires à celles qui ont permis la vie.
Comme Jupiter, Saturne présente aussi une série de bandes parallèles à l'équateur de différentes nuances d'ocré plus ou moins foncées. Elles sont aussi beaucoup plus nombreuses (donc plus étroites) que sur Jupiter.
Atmosphère
Comme on ne sait précisément où se situe la surface de Saturne, si l'on peut véritablement parler de surface , l'altitude zéro est définie comme l'altitude à laquelle la température s'inverse. Ce point d'inversion existe dans l'atmosphère terrestre, à environ 30 km d'altitude dans la stratosphère, là où se trouve la couche d'ozone; l'inversion des températures est due à l'absorption par celle-ci du rayonnement ultraviolet solaire. Le même phénomène survient dans l'atmosphère de Saturne, mais dans ce cas, le gaz absorbant est le méthane. Au-dessous de cette altitude de référence, la température croît avec la profondeur, passant d'environ 100 °K (-173 °C) à 300 °K (+7°C) à une profondeur de 300 km.
Au-dessus de l'altitude zéro, la température croît avec l'altitude jusqu'à atteindre 150 K (-123 °C) 200 km plus haut. La pression passe d'environ 1/10 de bar à l'altitude zéro à environ 10 bars à 300 km de profondeur et à 1/1 000 de bar à 200 km d'altitude.
L'atmosphère est composée à 96,3 % d'hydrogène moléculaire, 3,3 % d'hélium et 0,4 % de méthane. La température de Saturne n'est pas suffisamment froide pour que le méthane se condense. En revanche, à une centaine de kilomètres sous l'altitude zéro, là où la pression approche 1 bar, l'ammoniac peut se condenser.
La structure interne
La structure interne de Saturne est très semblable à celle de Jupiter. À la limite supérieure du noyau central, la température est de 12000 °K et la pression de 8 millions de bars : par comparaison, sur Jupiter, la température est de 30000 °K et la pression, de 1000 millions de bars. La taille du noyau est comparable à la Terre et sa composition est probablement rocheuse.
Au-dessus du noyau se trouve une couche d'hydrogène métallique liquide qui s'étend jusqu'à une région située à 32000 km sous la couche nuageuse. La température y descend à 9000 °K et la pression, à 3 millions de bars. Encore plus haut s'étend un océan d'hydrogène moléculaire et d'hélium, surmonté enfin par l'atmosphère avec sa structure complexe de formations nuageuses. Par ailleurs, la planète est enveloppée dans son exosphère - un milieu très diluée et chaud (127 °C) constitué principalement d'hydrogène.
Les satellites