Le seigneur des anneaux... SATURNESATURNE La planète Ses anneaux Son système satellitaire Ses principaux satellites (détails) La mission Cassini-Huygens Iconographie, photos et additifs GAP 47 • Olivier Sabbagh • Décembre 2014 - Révision Octobre 2017 Saturne, ses anneaux, ses satellites I - Saturne, la Planète, le « seigneur des anneaux »… Historique Mythologie Saturne (ou Cronos en grec) est un dieu romain qui préside la période qui précède le solstice d'hiver, celle des Saturnales. Pendant le reste de l'année, c'est un deus otiosus, un dieu en sommeil, dont la statue est liée par des bandelettes dont on ne le libère qu'au moment des Saturnales. Il a été assimilé par les anciens au titan grec Cronos. Avec son assimilation à Cronos, Saturne récupère les liens de parenté de ce dernier. Il est donc, dans la tradition de l'époque impériale, le fils cadet de la Terre Gaia/Tellus/Vesta, et du Ciel Uranus. Il est l'époux de Rhéa/Cybèle/Ops. Il est aussi le père de Jupiter (Zeus en grec), Pluton (Hadès en grec), Neptune (Poséidon en grec) et Cérès (Déméter en grec). D'après une tradition évhémeriste (L'évhémérisme est une théorie selon laquelle les dieux sont des personnages réels qui auraient été divinisés après leur mort, leur légende étant simplifiée et embellie jusqu'à ce qu'il n'en reste qu'une sorte de symbolisme absolu et universel. Elle tire son nom du mythographe grec Évhémère) transmise par Ennius et reprise plus tard par Boccace où Saturne, fils cadet d'Uranus (le Ciel) et de l'antique Tellus ou Vesta (la Terre), après avoir détrôné son père obtint de son frère aîné Titan la faveur de régner à sa place. Titan toutefois y mit une condition, c'est que Saturne ferait périr toute sa postérité, afin que la succession au trône fût réservée aux propres fils de Titan. Saturne épousa sa sœur Ops ou Opis (équivalent latin de la Crétoise Rhéa et de la Phrygienne Cybèle), dont il eut successivement cinq enfants. Sachant qu'un jour il serait lui aussi renversé du trône par un de ses fils et pour tenir la promesse faite à Titan, il exigeait de son épouse qu'elle lui livrât les nouveau-nés mâles (dans cette version, contrairement à celle d'Hésiode, les filles de Saturne n'avaient rien eu à craindre de leur père). De fait, Ops présenta à son époux Junon et Glauca, nées la première en même temps que Jupiter, la seconde en même temps que Pluton, qu'elle parvint ainsi à sauver tous deux, un autre stratagème lui ayant permis de dissimuler à Saturne la naissance de Neptune, qui contrairement à ses deux frères, n'avait pas eu de sœur jumelle. Ayant découvert le subterfuge, Titan emprisonna Saturne et Ops, après quoi Jupiter, devenu adulte, déclara la guerre à Titan et à ses fils, les vainquit, libéra ses parents et rétablit son père sur le trône. Mais ayant découvert que Saturne, peu reconnaissant, complotait contre lui, Jupiter finit par traiter ce dernier comme Uranus avait été autrefois traité par ses propres fils, après quoi il le chassa du ciel. Ainsi la dynastie de Saturne se continua au détriment de celle de Titan. Selon une autre tradition, pour éviter que ne s'accomplisse la prédiction selon laquelle il serait détrôné par l'un de ses enfants, Saturne dévora chacun d'eux à leur naissance. Mais un jour, son épouse Cybèle et sa mère Tellus réussirent à sauver Jupiter en faisant avaler à Saturne une pierre enveloppée dans des langes à la place de son fils. Plus tard, ce dernier réussit effectivement à chasser son père du pouvoir et l'obligea à régurgiter ses frères et sœurs (Neptune, Pluton, Cérès, Junon et Vesta). Plus grosse planète de notre Système solaire après Jupiter, Saturne a été connue de tout temps, car, bien que moins éclatante que Vénus, que Jupiter, que Mars et même que Mercure, elle brille encore comme une étoile de première magnitude, et il nous en a été conservé des observations, qui, à Babylone, remontent au IXe siècle avant notre ère. Cette planète a marqué, jusqu'à la découverte d'Uranus c’est-à-dire jusqu'à la fin du XVIIIe siècle, la limite extrême du Système solaire. Cette circonstance, jointe à la lenteur de son mouvement et à sa teinte terne et plombée, l'avaient fait tenir par les Anciens et, plus tard, par les astrologues du Moyen âge, en piètre considération : c'était une divinité détrônée, un roi en exil, dont l'influence était particulièrement néfaste et, parmi les jours de la semaine, le dernier, le samedi, lui était consacré, et parmi les métaux, le plus vil d’entre eux : le plomb. En Chine, Saturne, ou T'ien-sing, était nommée la planète sempiternelle, qualification due à ce fait que la lenteur de son mouvement embrasse celui de toutes les autres planètes. Cette planète était féminine chez les Chinois : elle veillait sur les femmes, soit pour les protéger, soit pour les punir. Les anneaux Les anneaux dont on a longtemps cru que Saturne était la seule planète à en posséder ont été vus la première fois par Galilée en 1610 (mais il n’a pas compris ce qu’il voyait) et Huygens qui en a expliqué les différentes apparences en 1655. Les astronomes ont ensuite beaucoup tardé à comprendre la nature de ces anneaux, et leur structure exacte. Ils n’ont d'abord distingué que deux anneaux, séparés par un espace apparemment vide, la division de Cassini, l'un de ses découvreurs en 1676. Mais, en 1860, Bond, et s'autres, ont découvert un troisième anneau, intérieur aux deux premiers et plus obscur. Par la suite, il a semblé que deux autres anneaux quelquefois se partageaient temporairement en plusieurs anneaux concentriques. Des circonstances qui parfois laissaient croire encore au début du vingtième siècle qu’ils étaient formés d'une matière fluide, alors même que James Clerk Maxwell avait montré dès 1857 que les anneaux devaient être constitués de petits corps solides en orbite autour de Saturne, et circulant à des vitesses conformes aux lois de Kepler, selon leur distance. Les sondes Voyager, qui ont approché Saturne au cours des années 1980, ont montré que ces anneaux, d'une épaisseur maximale d'un kilomètre, sont constitués effectivement de milliers d'anneaux concentriques plus fins. Chaque anneau abrite des milliards de petits corps recouverts de givre. Les tailles de ces corps s’échelonnent d'un grain de poussière à celle d'un rocher de quelques dizaines de mètres. Saturne, ses anneaux, ses satellites Olivier Sabbagh GAP 47 Décembre 2014/Rév. Octobre 2017 Page 1 Une des premières représentations des anneaux (William Ball, 1666) Le système satellitaire Les satellites de Saturne ont été découverts successivement, selon leur gradation d'éclat et le progrès des instruments d'optique. Il est ainsi apparu que Saturne possède un système satellitaire très riche, et aux caractéristiques assez uniques. On y rencontre un satellite, Titan, découvert en 1655, qui est aussi le seul corps dans sa catégorie à posséder une atmosphère épaisse. Titan a été découvert par Huygens le 25 mars de cette année-là, en cherchant l'anneau alors disparu, et l'avait assez observé pour en déterminer l'orbite. Mais, par suite de l'idée préconçue que le nombre des satellites ne devait pas surpasser celui des planètes, et que ce satellite réuni à ceux de Jupiter et à la Lune complétait six corps secondaires répondant aux planètes du système, il n'en chercha pas d'autres. Autrement, avec les instruments dont il disposait, il eût pu en découvrir au moins deux autres. Ceux-là et les suivants se sont ajoutés progressivement au fil des décennies. Mais c'est seulement assez récemment que les astronomes ont pu constater la grande singularité de ce système où l’on rencontre, aussi et surtout, (comme les sondes spatiales ont permis de le constater dès les années 1980) plusieurs corps qui suivent des orbites identiques (satellites co-orbitaux) et qui entretiennent des relations étroites avec les anneaux. C'est aussi une planète... Ses anneaux et son système satellitaire sont tellement remarquables qu'on en oublierait presque que Saturne est aussi une planète géante, très comparable à Jupiter, et que son globe proprement dit a également été très tôt l'objet d'études. Ainsi en 1789, Herschel découvre-t-il que la planète est aplatie à ses pôles. Saturne, vu par Raphaël L'observation, par le même astronome d'une tache brillante apparue en 1790 sur la surface de Saturne, lui permet en outre d'accéder à sa période de rotation, qu'il évalue à 10 heures 16 minutes. En décembre 1876, une nouvelle tache sera visible pendant plus d'un mois, près de l'équateur et sera observée par Asaph Hall, à Washington, qui pourra en déduire pour la rotation de la planète une période de 10 heures 14 minutes 24 secondes. En 1903, une autre apparition de taches, observée notamment par Edward Barnard, conduit à la valeur de 10 heures 38 minutes. Les discordances entre les diverses valeurs trouvées sont comprises par les astronomes comme l'indication d'une rotation différentielle de la planète. A l'image de Jupiter, la période est plus courte à l'équateur qu'aux pôles : Saturne est un globe fluide. En 1933, puis en 1960, de nouvelles taches brillantes apparaissent dans l'atmosphère saturnienne. Le rapprochement avec les apparitions antérieures de ces taches permet de déduire qu'il s'agit d'un phénomène cyclique, dont la période d'une trentaine d'années (confirmée par une nouvelle apparition en 1990) correspond à la période de révolution de Saturne autour du Soleil.