SATURNE, planète

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De l’observation à l’œil nu à l’exploration spatiale

Connue dès l’aube de l’humanité, Saturne constitue un élément important des différentes mythologies. C’est la planète la plus lointaine aisément visible à l’œil nu et son mouvement très lent par rapport aux étoiles de la voûte céleste a beaucoup frappé les astronomes antiques de toutes les civilisations. Vraisemblablement dès le xiie siècle avant J.-C., les prêtres astronomes de Mésopotamie consignaient systématiquement les mouvements de Saturne dans le ciel. Les plus anciennes observations de ses déplacements qui nous soient parvenues figurent sur des tablettes babyloniennes datant du viie siècle avant J.-C. Dans la Grèce antique, peut-être à partir d’Aristote (env. 385-322 av. J.-C.), la planète prend le nom de Cronos, un Titan dans la mythologie grecque – c’est-à-dire une divinité préolympienne, fils d’Ouranos (le Ciel) et de Gaia (la Terre). Plus tard, les Romains identifient Saturne, divinité agraire dans la religion romaine, à Cronos, dont les mythes sont adoptés dans l’art et la littérature. La planète prend dès lors le nom de Saturne chez les Latins.

Observations télescopiques

C’est au cours du mois de juillet 1610 que Galilée (1564-1642) pointe pour la première fois sa lunette vers Saturne et annonce que la planète est triple, avec une composante centrale plus grosse et deux compagnons. Ce sont les anneaux, déformés par sa lunette, que découvre en fait Galilée autour de Saturne. Il faudra attendre les observations de Christiaan Huygens (1629-1695) à partir de 1655 pour que soit adoptée l’hypothèse d’un anneau. Utilisant de meilleures lunettes, Huygens compare les observations sur plusieurs années, note les changements d’apparence de la planète et comprend, dès 1656, que le mystère de la forme de la planète s’explique par la mauvaise qualité des optiques de l’époque. Il annonce officiellement, en mars 1658, que Saturne est entouré d’un anneau mince, plan et incliné par rapport au plan de l’orbite de Saturne autour du Soleil. En 1675, Jean-Dominique Cassini (1625-1712) découvre que cet anneau est en fait constitué de deux zones concentriques (A et B) séparées par une région considérée comme vide à cette époque et appelée depuis « division de Cassini ».

Aspect changeant de Saturne observé par Huygens

Photographie : Aspect changeant de Saturne observé par Huygens

Cet extrait (page 55) du livre de Christiaan Huygens Systema Saturnium publié  en 1659 montre les changements d'apparence de Saturne dus à la rotation de la Terre (E) et de Saturne autour du Soleil (G). Aux positions B et D de la planète sur son orbite, les anneaux sont vus par la tranche et... 

Crédits : Courtesy of the Smithsonian Libraries and Archives

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À la fin du xixe siècle, on connaissait neuf satellites naturels (ou lunes) de Saturne. Titan, le plus gros d’entre eux, fut découvert par Huygens dès 1655. En 1671, Cassini découvrit Japet et, l’année suivante, Rhéa puis, en 1684, Téthys et Dioné. Il fallut alors plus d’un siècle pour que deux autres satellites, Mimas et Encelade, soient observés par William Herschel (1738-1822) en 1789. En 1848, Hypérion est découvert indépendamment par les astronomes William Cranch Bond (1789-1859) – aidé de son fils George Phillips Bond (1825-1865) – et William Lassell (1799-1880). En 1899, William Henry Pickering (1858-1938) détecte Phœbé à partir de plaques photographiques et il faudra attendre 1966 pour qu’un dixième satellite, Janus, soit découvert par Audoin Dollfus (1924-2010).

Les premières observations spectroscopiques de Saturne par Vesto Melvin Slipher (1875-1969), en 1905, révèlent de fortes bandes d’absorption dans le spectre visible de la planète, qui seront identifiées, vingt-six ans plus tard, comme étant des bandes de méthane (CH4) et d’ammoniac (NH3). Le dihydrogène, constituant principal de Saturne, ne sera détecté qu’en 1962 par Hyron Spinrad (1934-2015) et ses collègues. C’est encore la spectroscopie qui permet d’établir que Titan possède une atmosphère dense grâce à la détection, en 1944, de fortes absorptions dues au méthane.

L’apport des missions spatiales 

L’exploration spatiale du système de Saturne commence avec le survol de la planète par la sonde Pioneer-11 le 1er septembre 1979. La sonde enregistre des images de la planète, de quelques satellites et des anneaux, découvrant à cette occasion l’anneau F, étroit et hétérogène. Mais ce sont les sondes Voyager-1 et Voyager-2 qui font faire un bond de géant à notre connaissance du système saturnien. Équipées de onze instruments, elles sont lancées pendant l’été de 1977 et passent au plus près de Saturne respectivement le 12 novembre 1980 et le 26 août 1981, après a [...]

Saturne, Téthys, Dioné et Rhéa

Photographie : Saturne, Téthys, Dioné et Rhéa

Acquise le 4 août 1981 par la sonde spatiale Voyager-2 depuis une distance de 21 millions de kilomètres, cette image révèle la structure de la haute atmosphère de Saturne, en bandes parallèles à l'équateur, et celle des anneaux, avec, en sombre, la division de Cassini. Trois satellites... 

Crédits : Courtesy NASA / Jet Propulsion Laboratory

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Système de Saturne

Photographie : Système de Saturne

Ce montage d'images acquises par la sonde spatiale Voyager-1 lors de son survol de Saturne en novembre 1980 offre un aperçu de la complexité du système saturnien. La planète géante, entourée d'anneaux, est accompagnée par un imposant cortège de satellites, parmi lesquels Dioné (au... 

Crédits : Courtesy NASA / Jet Propulsion Laboratory

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Saturne vue par la sonde Cassini

Saturne vue par la sonde Cassini
Crédits : Space Science Institute/ JPL/ NASA

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Planètes géantes

Planètes géantes
Crédits : Courtesy NASA / Jet Propulsion Laboratory

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Principales caractéristiques de Saturne mises en perspective avec celles de Jupiter et de la Terre

Principales caractéristiques de Saturne mises en perspective avec celles de Jupiter et de la Terre
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Aspect changeant de Saturne observé par Huygens

Aspect changeant de Saturne observé par Huygens
Crédits : Courtesy of the Smithsonian Libraries and Archives

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Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, Observatoire de Paris

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Pour citer l’article

Bruno BÉZARD, « SATURNE, planète », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 22 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/saturne-planete/