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 Pourquoi Saturne a-t-elle des anneaux?

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jandeq
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MessageSujet: Pourquoi Saturne a-t-elle des anneaux?   Lun 11 Juin 2007 - 19:39

C'EST INJUSTE. Pourquoi la Terre n'a-t-elle pas d'aussi jolis anneaux que Saturne ? Il est vrai que notre Lune n'est pas si mal, vue du sol terrien. Mais tout de même, des anneaux feraient plus « classe ». Car la vision de Saturne est le nec plus ultra de l'observation astronomique amateur. Pourtant, même si la formation des anneaux planétaires reste en grande partie mystérieuse, on est sûr que la Terre ne pourra jamais se « payer » ce genre de bijoux. Nous sommes trop près du soleil et notre taille n'est pas suffisante. Car l'une des caractéristiques des planètes à anneaux est qu'elles doivent être très grosses. Ainsi, les quatre géantes du système solaire, Jupiter (11,2 fois le diamètre de la Terre), Saturne (9 fois la Terre), Neptune (un peu plus de 4 fois la Terre) et Uranus (3,9 fois la Terre) ont toutes des anneaux.

Mais c'est Saturne qui est la grande gâtée car ses anneaux sont les plus imposants et les plus brillants de tous. Ils s'étendent sur 220 000 kilomètres de large pour une épaisseur dérisoire de quelques dizaines à quelques centaines de mètres (de fait, quand on les observe par la tranche, ils deviennent invisibles). Ils sont formés de sept anneaux principaux. Ou plutôt de sept ensembles d'anneaux. Ils sont majoritairement (à 90 %) composés de particules de glace, soit pure, soit « salie » par des éléments silicatés, carbonés ou métalliques. La taille de ces particules va du centimètre à quelques mètres. Elles orbitent autour de la géante gazeuse à quinze fois la vitesse d'une balle de fusil (environ 7 500 m/s, soit 27 000 km/h).

Entre la première observation en 1610, par Galilée, et le passage des sondes Voyager au début des années 1980, les connaissances sur ces anneaux n'avaient que peu progressé. Cela risque de changer puisque depuis près de trois ans (et jusqu'en 2008 ou 2009), la sonde Cassini tourne autour de Saturne, scrutant la planète, ses satellites et, bien sûr ses subjuguants anneaux. Révélant de célestes ravissements géométriques... Et une incroyable complexité.

Mais tout d'abord, comment des anneaux, plats qui plus est, peuvent-ils se former autour d'une planète ? C'est la faute de l'attraction des corps et de l'effet de marée. Un « nuage » de particules qui est loin d'une planète a tendance à s'agréger : en effet, la force d'attraction de la planète est inférieure aux forces d'attraction entre les particules elles-mêmes. Celles-ci vont donc se regrouper pour finir par former un satellite.

L'effet « auto tamponneuse »

Mais si le nuage de particules est près de la planète, sa force d'attraction est supérieure à l'attraction mutuelle des particules. Les particules ne peuvent pas s'agréger. La limite pour passer d'un scénario à l'autre, appelée limite de Roche (du nom du physicien qui l'a décrit) est une distance égale de 3 à 4 fois le rayon de la planète. Si un corps venu de l'extérieur franchi la limite de Roche, il peut être réduit en miettes uniquement par ce jeu des attractions.

Pourquoi les anneaux sont-ils plats et fins ? Là, c'est l'effet « auto tamponneuse ». Plus scientifiquement appelé conséquence de la dissipation de l'énergie par collisions dans les systèmes en rotation. C'est parce que les particules se heurtent entre elles qu'elles vont former cette espèce de disque microsillon autour de l'équateur de la planète. Croyez-moi sur parole, c'est un prodige de la mécanique céleste (démontrable avec équations).

Vient maintenant l'effet « tapis roulant ». L'anneau va avoir tendance à s'étaler. Et progressivement, les particules vont s'éloigner de la planète. Et franchir la fameuse limite de Roche. Saturne possède effectivement un anneau (appelé F) qui se trouve juste après la limite de Roche. Et d'après les dernières observations de la sonde Cassini, il s'y passe beaucoup de choses. Il pourrait être caractéristique d'un état intermédiaire entre un anneau et un satellite.

Saturne a des dizaines de satellites. Dont le fameux Titan qui possède une atmosphère. Mais elle compte également de petites « lunes bergères » disséminées dans ses anneaux. Il semble d'ailleurs que les interruptions entre les différents anneaux, les divisions, notent l'emplacement de ces tout petits satellites.

Au XVIIe siècle, on pensait que les anneaux étaient solides. Au XVIIIe, certains émirent l'hypothèse qu'ils étaient gazeux. Foin de tout cela. On sait aujourd'hui qu'ils sont composés de particules solides, mais que l'ensemble répond plus aux lois des liquides. Et ils sont en constante évolution. Certains des anneaux vus par les sondes Voyager n'existent plus sous leur forme d'il y a trente ans.

On a aussi longtemps cru que les anneaux devaient s'être créés lors de la formation de Saturne. On est pratiquement sûr aujourd'hui qu'ils sont beaucoup plus jeunes, « seulement » quelques centaines de millions d'années (un dixième de l'âge de Saturne). Peut-être même ont-ils déjà connu des cycles de destruction-renaissance. Leur matière proviendrait soit de lunes broyées sous la limite de Roche, de lunes heurtées par des comètes ou des astéroïdes, ou de tout autre objet dérivant dans l'espace et « capté » par Saturne.

En résumé, pourquoi Saturne a-t-elle des anneaux ? Parce qu'elle le vaut bien.
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