Les anneaux de Saturne sont un des spectacles les plus remarquables du système solaire et constituent la caractéristique principale de la planète Saturne. À la différence des anneaux planétaires des autres géantes gazeuses, ils sont extrêmement brillants (albédo de 0,2 à 0,6) et peuvent être vus à l'aide de simples jumelles.
Il y règne une agitation permanente : vagues, collisions, accumulations de matières.
Bien qu'ils paraissent d'un seul tenant vu de la Terre, les anneaux de Saturne sont constitués d'innombrables particules, chacune sur une orbite propre, de silicates, d'oxyde de fer et de particules de glace d'une taille variant du grain de poussière à celle d'une petite automobile. Deux théories principales ont été avancées pour en expliquer l'origine. La première, proposée par Édouard Albert Roche au XIXe siècle, propose que les anneaux proviennent d'une lune de Saturne dont l'orbite se serait trop rapprochée de la planète et qui aurait été mise en morceaux par les forces de marée.
Depuis la Terre, trois anneaux peuvent être vus : deux anneaux proéminents (A et B) et un anneau plus faible. L'espace entre A et B est connu sous le nom de division de Cassini. L'anneau A est divisé par un espace moins visible nommé division d'Encke (même s'il est probable qu'Encke ne l'a jamais observé). Les sondes Voyager ont également détecté quatre autres anneaux considérablement moins visibles.
Les anneaux de Saturne s'étendent sur plus de 400 000 km, mais sont cependant très fins. À l'exception de l'anneau le plus externe, ils ne dépassent pas 1 km d'épaisseur. En fait, si les anneaux étaient compressés en un seul corps, celui-ci n'aurait pas plus de 100 km de diamètre.
Des inhomogénéités radiales apparaissent parfois dans les anneaux. Leur origine est méconnue, mais on pense que le champ magnétique de Saturne en est la cause.
L'anneau F, l'un des plus externes, est une structure extrêmement complexe de plusieurs anneaux plus petits " noués " entre eux. L'origine de ces nœuds est inconnue mais est probablement gravitationnelle.
L'anneau E, le plus externe, s'étend sur 240 000 km et s'élargit progressivement après l'orbite d'Encelade jusqu'à avoir 60 000 km d'épaisseur.
Les anneaux de Saturne entretiennent des résonances complexes avec certains de ses satellites. Certains, nommés " satellites bergers " (Atlas, Prométhée et Pandore), sont clairement indispensables pour la stabilité des anneaux. Mimas semble responsable de la division de Cassini, Pan est situé à l'intérieur de la division d'Encke. Le système global est complexe et encore très méconnu.
Voici une liste des anneaux de Saturne, ainsi que des divisions qui les séparent, classés par rayon interne croissant.
Nom | Rayon interne (km) |
Rayon interne (RS (1)) |
Rayon externe (km) |
Rayon externe (RS (1)) |
Largeur (km) |
Épaisseur (m) |
---|---|---|---|---|---|---|
Anneau D | 66 900 | 1,110 | 74 510 | 1,236 | 7 610 | |
Division de Guérin | 74 510 | 1,236 | 74 658 | 1,239 | 148 | |
Anneau C (2) | 74 658 | 1,239 | 92 000 | 1,527 | 17 342 | 5 |
Anneau B | 92 000 | 1,527 | 117 580 | 1,951 | 25 580 | 5 - 10 |
Division de Cassini (3) | 117 500 | 1,95 | 122 200 | 2,03 | 4 700 | |
Anneau A | 122 170 | 2,027 | 136 775 | 2,269 | 14 605 | 20 - 40 |
Division d'Encke (4) | 133 589 (5) | 2,216 | — | — | 325 | |
Division de Keeler (4) | 136 530 (5) | 2,265 | — | — | 35 | |
R/2004 S 1 | 137 630 (5) | 2,284 | — | — | ? | |
R/2004 S 2 | 138 900 (5) | 2,305 | — | — | ? | |
Anneau F | 140 180 (5) | 2,326 | — | — | 30 - 500 | |
Anneau G | 170 000 | 2,82 | 175 000 | 2,90 | 5 000 | 105 |
Anneau E | 181 000 | 3 | 483 000 | 8 | 302 000 | 107 |
(1) Rayon de Saturne (60 268 km)
(2) L'anneau C contient plusieurs petites divisions et de petits anneaux internes et excentriques, comme l'annelet de Titan (77 871 km de rayon) ou l'annelet de Maxwell (87 491 km de rayon).
(3) La division de Cassini contient l'annelet de Huygens, un petit anneau de 117 680 km de rayon.
(4) Division située à l'intérieur de l'anneau A.
(5) Rayon du centre, largeur inférieure à 1 000 km.
Sources : NASA et Planetary Rings Node.
Il règne dans les anneaux une agitation permanente : vagues, collisions, accumulations de matières.
La vie agitée des anneaux de Saturne a commencé à être étudiée depuis les missions américaines "Voyager". Les astronomes ont pu alors constater qu'ils étaient faits d'une multitude de sillons " à la manière d'un tissu en velours côtelé ".
Depuis juillet 2004, la sonde Cassini, en orbite autour de Saturne, fournit des images époustouflantes de la planète et de son environnement. Selon les théories actuelles, l'effervescence dans les anneaux serait due à la cinquantaine de satellites de Saturne :
La sonde Cassini est extrèmement importante dans la connaissance du mécanisme des anneaux et en particulier dans la rapidité de leur évolution. Par exemple, l'anneau F a été particulièrement étudié ; les effets de marée sont si forts qu'aucun satellite n'y survit et on n'y trouve que de fines particules. L'anneau F est entouré des satellites Prométhée et Pandore, surnommés satellites bergers car ils prennent en tenaille l'anneau F ce qui expliquerait sa finesse. Chaque quinze heures, le satellite Prométhée se rapproche de l'anneau et y crée de véritables saignées en attirant à lui de la matière par sa masse. Il brise l'anneau et l'ensemble de ces morceaux forme une spirale géante qui s'étale dans tout l'anneau. Phénomène encore plus curieux : la sonde Cassini a permis de mettre en évidence l'existence de satellites éphémères, toujours à l'intérieur de l'anneau F, qui disparaissent aussi rapidement qu'ils se forment.[1].
Lors du passage de la sonde spatiale Voyager 2 dans les années 1980, des taches (spokes en anglais) ont été photographiées. Il semblerait qu'elles apparaissent sur les anneaux le matin pour disparaître la nuit. On suppose que ce sont des tempêtes de poussières.
Jusqu'à maintenant (octobre 2005), l'origine exacte des spokes n'a pu être déterminée.