SOMMAIRE. 1/ Fiche d'identité (page 2) 2/ Les anneaux de Saturne (pages 2-3) 3/ Étrange phénomène (page 4) 1/ Fiche d'identité (page 5)

Transcription

1 SATURNE ET TITAN

2 SOMMAIRE I. Saturne 1/ Fiche d'identité (page 2) 2/ Les anneaux de Saturne (pages 2-3) 3/ Étrange phénomène (page 4) II. Titan 1/ Fiche d'identité (page 5) 2/ Cartographie (page 6) 3/ Du méthane sur Titan (page 7) III. Satellites (page 8-10) 1

3 I. Saturne 1/ Fiche d'identité Distance moyenne Saturne-Soleil Mesure du rayon équilatéral Période de rotation Période de révolution Composition de l'atmosphère Densité moyenne km km 10 h 47 min 29 ans 165 jours H 2 (93 %), He (7%),CH 4, H 2 O 0.7 ce qui veut dire que plongée dans un immense océan, Saturne flotterait Satellite naturel connus en Satellite artificiel qui le survole Température Anneaux connus Longueur des anneaux Epaisseur des anneaux 1 (vers 2025 un 2éme sera envoyé) max -139 C, min -189 C 7 principaux finement divisés km 30 m 2/ Les anneaux de Saturne Les anneaux de Saturne sont composés principalement de glace et de métaux. Les satellites les frôlent de temps en temps. Alors, des interactions se font, elles ressemblent à des vagues. 2

4 Sur la photo, le satellite Daphnis a creusé un sillon dans les anneaux et déclenche des ondulations dans son sillage et en avant de son mouvement. On ne connaît pas exactement les origines des anneaux de Saturne mais Édouard Roche, un astronome et mathématicien français, a constitué une théorie qui pourrait l expliquer : - la force de gravité d une planète déforme le satellite fictif. - plus ce satellite est proche de sa planète, plus les déformations sont importantes. - en-dessous d une certaine distance, appelée limite de Roche, les déformations sont telles que le satellite se désintègre. Cette limite n est pas la même pour toutes les planètes. Par exemple, la limite de Roche pour la terre est de km. D'après cette théorie, un satellite de Saturne aurait dépassé la limite de Roche car il a été attiré par la planète. Il se serait donc désintégré en particules. Petit à petit, elles ont formé des anneaux. 3

5 3/ Étrange phénomène Une étrange structure hexagonale entoure le Pôle Nord de Saturne. Cet étrange phénomène est apparu sur les images du spectromètre infrarouge de la sonde Cassini. Les scientifiques savent que ce phénomène était déjà visible il y a 26 ans, lors du passage de Voyageur 2. Cet hexagone est similaire au vortex polaire de la Terre, mais la comparaison s arrête là car le vortex de la Terre a une forme parfaitement arrondie. Sur Saturne, ce même vortex représente un hexagone parfait et l'ancienneté de cette caractéristique date d'au moins 26 ans et semble exclure l'effet du hasard. Ses dimensions font que quatre Terre pourraient y prendre place. S'il y a bien une énigme dans notre système solaire que les scientifiques ne peuvent pas résoudre, c'est bien celle du fameux hexagone de Saturne. Pôle nord 4

6 II. Titan 1/ Fiche d'identité Nom Distance Saturne-Titan Diamètre Titan (satellite naturel de Saturne) km km Température à la surface entre -201 C et -180 C Composition Pression Atmosphère Histoire Azote ( 95%), méthane (4%) et grâce aux atomes qui composent ces molécules on peut créer beaucoup d'autres molécules (exemple: éthane, ammoniac ) 146,7 kpa Située entre 200 km et 880 km et composée principalement d'azote et de méthane à une température de -179 C Christian Huygens, inspiré par les découvertes de satellites de Galilée, observa le 25 mars 1655 à l'aide d'un télescope les anneaux de Saturne lorsqu il tomba sur un objet lumineux : Titan 5

7 2/ Cartographie La cartographie sur Titan est variée : montagnes, vallées et certainement des volcans. On observe aussi des lacs, des rivières, ainsi que des océans de méthane et d'éthane. En dehors de la Terre, Titan est le seul astre sur lequel on ait observé des lacs et des rivières! Enfin, des galets de glace d eau sont aussi visibles à sa surface. Galets de glace d eau sur Titan 6

8 3/ Du méthane sur Titan Titan est un satellite dont l atmosphère contient plusieurs gaz. Mais Titan est dominé par le méthane. Le cycle du méthane sur Titan est similaire au cycle de l'eau sur Terre. La température et la pression à la surface de Titan permettent au méthane d'exister sous formes liquide, solide ou gazeuse. En-dehors de la Terre, Titan est l astre dont la chimie est la plus complexe dans le système solaire (Vincent Boudon, chercheur au Laboratoire Carnot de Bourgogne). En observant Titan, on voit une couche bleue, cette couche est formée de méthane. Lac de Méthane Le méthane, de formule chimique CH 4 est composé d un atome de carbone et de quatre atomes d hydrogène. 7

9 Mimas III. Satellites Diamètre : 390 km Découvert par Herschel, ce petit satellite est recouvert de cratères. Le plus gros mesure 130 km de diamètre, soit un tiers du diamètre total de Mimas. Il a été formé par l'impact du satellite avec un astéroïde allant à 70 km/s. Sa grande vitesse a liquéfié la roche et formé la petite goutte au centre du cratère qui s'est ensuite solidifiée rapidement. Diamètre : 580 km Température: -200 C Encelade Il est recouvert de glace et possède peu de cratères car ses nombreuses failles au niveau des Rayures du tigre provoquent des geysers puissants qui projettent de l'eau. Celle-ci retombe puis gèle et recouvre les cratères, remodelant le sol. Ces geysers sont provoqués par l'attraction de Saturne. Rayures du tigre Hypérion Ce satellite est quatre fois plus long que large : 410 mètres dans sa plus grande dimension. Ceci provoque un mouvement chaotique : sa période de révolution et de rotation est donc changeante. Sa forme allongée est unique dans le système solaire. 8

10 Japet Diamètre : 1600 km Découvert par Cassini en octobre Ce satellite a une face blanche et une face noire. En effet, un matériau composé de carbone noircit la surface. Un bourrelet (chaîne de montagnes) se trouve à son équateur, lui sonnant une forme de noix. Certaines de ces montagnes atteignent 20 km de haut. Autres petits satellites En 2010, 62 satellites avaient été découverts et il est probable qu il en reste encore à découvrir. Seul 7 d entre eux sont assez gros pour être sphériques. Tous les autres sont petits et de formes irrégulières. Voici quelques exemples de satellites non sphériques classés par taille : Janus 98 x 97 x 76 km Epiméthée 58 x 59 x 53 km 9

11 Atlas 21 x 18 x 9 km Prométhée 62 x 40 x 30 km Pandore 52 x 40 x 32 km Atlas 21 x 18 x 9 km Hélène 20 x 19 x 13 km Sources : Certains documents proviennent de l ouvrage «De glace et de feu» d André Brahic (Odile Jacob). Toutes les photos proviennent de la mission Cassini-Huygens (NASA /ESA/ ASI) arrivée autour de Saturne en 2004 et encore active. 10

12 DOSSIER REALISE PAR LES ELEVES DE 4 /3 DE L ATELIER SCIENTIFIQUE EN COLLABORATION AVEC VINCENT BOUDON CHERCHEUR AU LABORATOIRE INTERDISCIPLINAIRE CARNOT DE BOURGOGNE 11