Universalis
Abonnez-vous à Universalis pour 1 euro

SATURNE, planète

Formation de Saturne

Comme les autres planètes géantes, Saturne s’est formée dans un disque protoplanétaire, la nébuleuse solaire primitive, loin du Soleil naissant, au-delà de la ligne des glaces (région au-delà de l’orbite de Mars et où l’eau est condensée en glace), il y a 4,5 milliards d’années. Le mécanisme de formation le plus communément admis est celui où se construit tout d’abord un cœur solide de roches et de glaces par accrétion de petits corps solides (planétésimaux) et d’embryons planétaires précédemment formés dans le disque protoplanétaire. Lorsqu’il atteint une dizaine de masses terrestres, ce cœur peut capturer par attraction gravitationnelle le gaz présent dans le disque. L’accrétion de gaz s’emballe alors et domine la croissance de la planète jusqu’à ce que celle-ci atteigne une masse suffisante pour créer un sillon dans le disque et vider la région autour d’elle – ce qui entraîne une croissance moins rapide de la planète par manque de matière. Un tel modèle permet d’expliquer la présence vraisemblable d’un cœur solide au centre de Saturne et, par l’accrétion simultanée de gaz et de planétésimaux, la plus forte proportion d’éléments lourds observée dans l’enveloppe gazeuse de Saturne par rapport au Soleil. Une difficulté de ce modèle est de former Saturne en seulement quelques millions d’années, avant que le gaz ne disparaisse du disque protoplanétaire. Dans ce processus, la formation du cœur est l’étape limitante en temps, mais des modèles plus récents proposent des mécanismes séduisants pour former suffisamment rapidement des embryons planétaires dépassant la centaine de kilomètres.

Une planète en formation interagit dynamiquement avec le gaz constituant le disque protoplanétaire, ce qui induit généralement, pour une planète isolée, sa migration vers l’intérieur de la nébuleuse. Toutefois, la migration du proto-Saturne ne peut être découplée de celle du proto-Jupiter, plus massif. Il est vraisemblable que, lors de leur migration vers le centre de la nébuleuse solaire, Jupiter et Saturne soient entrées en résonance de moyen mouvement 3:2 (ce qui signifie que Jupiter effectuait trois révolutions autour du Soleil pendant que Saturne en effectuait deux). Dans le scénario du Grand Tack (« grand virement de bord »), proposé en 2011 pour expliquer l’évolution précoce du système solaire, cette entrée en résonance se produit alors que Saturne est à environ 2 unités astronomiques (UA) du Soleil. La migration change alors de sens et les deux planètes repartent ensemble, toujours en résonance 3:2, vers l’extérieur de la nébuleuse solaire primitive jusqu’à la dissipation de cette dernière. Saturne, qui se trouve alors à environ 8 UA du Soleil, rejoindra ensuite son orbite actuelle (9,55 UA) plusieurs centaines de millions d’années plus tard, après une période de forte instabilité dynamique causée par l’interaction des planètes géantes avec les planétésimaux résiduels.

La suite de cet article est accessible aux abonnés

  • Des contenus variés, complets et fiables
  • Accessible sur tous les écrans
  • Pas de publicité

Découvrez nos offres

Déjà abonné ? Se connecter

Écrit par

  • : directeur de recherche au CNRS, Observatoire de Paris

Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis

Classification

Pour citer cet article

Bruno BÉZARD. SATURNE, planète [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

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

Aspect changeant de Saturne observé par Huygens

Courtesy of the Smithsonian Libraries and Archives

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

Saturne vue par la sonde Cassini

Space Science Institute/ JPL/ NASA

Planètes géantes - crédits : Courtesy NASA / Jet Propulsion Laboratory

Planètes géantes

Courtesy NASA / Jet Propulsion Laboratory

Afficher les 19 médias de l'article SATURNE, planète

Autres références

  • EXPLORATION DES PLANÈTES GÉANTES - (repères chronologiques)

    • Écrit par James LEQUEUX
    • 851 mots

    Janvier 1610 Galilée découvre les quatre plus gros satellites de Jupiter, qu'il nomme « astres médicéens », et que nous appelons aujourd'hui satellites galiléens : il s'agit de Io, Europe, Ganymède et Callisto.

    1656 Christiaan Huygens présente sa découverte du plus gros...

  • HUYGENS ÉTABLIT LA NATURE DES ANNEAUX DE SATURNE

    • Écrit par James LEQUEUX
    • 361 mots

    En juillet 1610, Galilée observe avec une de ses lunettes de mystérieux appendices de part et d'autre de Saturne, appendices dont l'aspect change au cours du temps. Bénéficiant d'une meilleure lunette que Galilée, le Hollandais Christiaan Huygens va établir qu'il s'agit en fait...

  • SATURNE (anneaux et satellites)

    • Écrit par Bruno BÉZARD
    • 7 019 mots
    • 18 médias
    Téthys et les anneaux de Saturne - crédits : Space Science Institute/ JPL/ NASA

    Saturne, la plus grosse planète du système solaire après Jupiter, est entourée d’un cortège d’anneaux, qui offre l’un des plus beaux spectacles visibles dans le ciel avec une lunette ou un petit télescope, et de plus de quatre-vingts satellites. Le système d’anneaux présente une structure extrêmement...

  • ASTROLOGIE

    • Écrit par Jacques HALBRONN
    • 13 311 mots
    ...Moyen Âge, un modèle défendu par un Albumasar et, à sa suite, un Pierre d'Ailly (xve s.), constitué du cycle des conjonctions de Jupiter et de Saturne, qui se rejoignent tous les vingt ans. En tenant compte du fait que ces conjonctions se succèdent selon la structure d'un triangle, on attacherait...

  • BRAHIC ANDRÉ (1942-2016)

    • Écrit par Isabelle GRENIER
    • 884 mots
    • 1 média
    ...s’étalent lentement. Ils sont cités dans de nombreuses applications astrophysiques, des anneaux planétaires à la formation des planètes et des galaxies. L’épaisseur infime (de 2 à 3 mètres) des anneaux de Saturne qu’il prédit en 1977 sera confirmée par l’observation en 2015. André Brahic est nommé professeur...

  • CASSINI-HUYGENS (MISSION)

    • Écrit par Athéna COUSTENIS
    • 4 179 mots
    • 8 médias

    Dédiée à l’exploration de la planète Saturne, de ses anneaux et de ses satellites naturels, la mission Cassini-Huygens est le fruit d’une étroite collaboration des agences spatiales américaine (NASA, National Aeronautics and Space Administration), européenne (ESA, European Space Agency) et italienne...

  • DOLLFUS AUDOUIN (1924-2010)

    • Écrit par Jean Claude FALQUE
    • 1 221 mots

    Astronome –  un des plus grands de son temps – et aéronaute – un des plus audacieux du xxe siècle –, le Français Audouin Dollfus naît le 12 novembre 1924, à Paris. Son père, Charles Dollfus, passionné par les choses de l'air, aéronaute titulaire des brevets de pilote de ballon et de dirigeable,...

  • Afficher les 12 références

Voir aussi

Abonnez-vous à Universalis pour 1 euro

Rejoignez-nous

Inscrivez-vous à notre newsletter