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Mise à jour le 23 Janvier 2019

                                                                                                                                             

    http://www.planetastronomy.com/special/2019-special/09nov/clip_image004.jpg  

CONFÉRENCE de Léa BONNEFOY

Du LATMOS (Laboratoire atmosphères, milieux, observations spatiales)

Sur « LES LUNES DE SATURNE RÉVÉLÉES PAR CASSINI »

Organisée par la SAF

Dans ses locaux, 3 rue Beethoven, Paris XVI

 

Le Samedi 19 Janvier 2019 à 15H00 
à l'occasion de la réunion de la Commission de Planétologie.

 

Photos : JPM pour l'ambiance. (Les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos si nécessaire

J’ai mis la présentation des actualités sur ma liaison ftp elle est disponible au téléchargement et s’appelle.  

Saturne_SAF_Bonnefoy-Janv19.pdf

Elle est dans le dossier PLANETOLOGIE SAF de la saison 2018-2019.

 

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

 

 

BREF COMPTE RENDU

 

Une image contenant table, personne, bâtiment, intérieur

Description générée automatiquement

 

 

 

 

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Léa Bonnefoy est doctorante au LESIA (Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique) et au LATMOS (Laboratoire atmosphères, milieux, observations spatiales), tous deux dépendant de l’Observatoire de Paris-Meudon.

 

Elle est en poste au site de Jussieu.

 

 

Sa thèse : justement les satellites de Saturne.

 

 

Elle nous parle ce soir, non pas de tous les satellites, ni des anneaux, mais de certains satellites caractéristiques.

 

 

 

 

 

 

À propos de Saturne, on se rappelle que c’est Galilée, qui le premier voit les anneaux de Saturne et….ne comprend pas.

Ce sera C Huygens qui trouvera l’explication des anneaux. Il découvre aussi le plus gros satellite de Saturne : Titan.

 

Mais il faudra attendre JD Cassini pour découvrir de nombreux autres satellites comme : Japet, Rhéa, Téthys, Dioné

 

Les prochaines découvertes seront l’œuvre de W Herschel qui découvre Mimas et Encelade.

Lassell et Bond découvrent Hypérion et plus tard Pickering, Phoébé.

 

À la fin du XXème siècle, on connaissait moins d’une vingtaine de satellites que l’on a représenté sur cette illustration.

 

Mais grâce aux missions spatiales comme les Voyager ou Cassini et à l’amélioration des systèmes optiques (adaptatives), à ce jour Saturne compte plus de 60 satellites naturels.

 

On a souvent parlé de la mission Cassini dans ces colonnes (voir tous les rapports sur ce site)

 

Cassini-Huygens a été lancé en 1997 pour un voyage de 7 ans vers Saturne qu’il atteint en 2004.

Énorme succès de cette mission qui se termine par une précipitation dans l’atmosphère de la planète géante en 2017.

 

 

Tableau des principaux satellites de Saturne et de leur caractéristique (JPM)

 

 

La sonde Cassini nous a permis de découvrir le nouveau monde des satellites de Saturne.

 

Passons en revue quelques-uns.

 

Les satellites lointains.

 

 

 

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Le premier rencontré par Cassini, et il ne le reverra plus (il est trop loin de Saturne) c’est Phoebé.

 

Phoebé est un astéroïde très ancien et cratérisé.

Il tourne de façon rétrograde autour de Saturne ; c’est très probablement un corps capturé.

 

Japet est très mystérieux.

Ses deux faces sont très différentes, l’une très brillante l’autre très sombre. C’est le plus fort contraste en albédo du Système Solaire. Une face a peut-être été frappée par des particules provenant d’un hypothétique anneau de Phoebé.

Comme disait notre ami André Brahic, est-ce un corps blanc avec une face noire ou un corps noir avec une face blanche ?

De plus le bourrelet équatorial (20 km de haut) n’est pas expliqué clairement.

 

 

 

 

 

Hypérion : la pierre ponce du système solaire. Densité faible, surface poreuse.

Orbite chaotique, est ce le résultat d’une collision ?

Il a été imagé en couleur.

 

 

 

Les satellites proches.

 

 

 

Les satellites proches de Saturne, sont tous synchrones, phénomène dû aux effets de marée importants.

Ils sont différentiés et presque sphériques. Ils sont brillants.

Ce sont tous des satellites glacés (50% glace le reste : roches)

 

Mimas, ressemble à l’étoile de la mort de Starwars, on pense que ce satellite possède un océan interne d’eau liquide.

 

Sur Téthys on détecte des traces rougeâtres, dont on ne connait pas l’origine.

 

Dioné, une fracture semble balafrer sa surface.

 

Rhéa possède d’étranges traces bleues à sa surface dont l’origine est inconnue.

 

 

 

 

Et enfin Encelade, dont on a souvent parlé ici.

 

Une image contenant capture d’écran, texte

Description générée automatiquementEncelade est en résonance 2:1 avec Dioné. Il y subit des forces de marée qui chauffent son intérieur, ce qui fait que son océan interne peut rester liquide.

 

Évidemment cette lune glacée est la plus intéressante.

En effet, Cassini y a découvert des phénomènes intéressants.

Le pôle Sud est marqué par ce que l’on a appelé des griffures de tigre (tiger stripes en anglais). Par ces griffures des geysers d’eau salée s’échappent dans l’espace.

Cassini est passé plusieurs fois dans ce panache et en a déduit sa composition que vous voyez sur la slide ci-contre. Elle est similaire à celle des comètes d’après les spécialistes.

C’est l’instrument INMS (Ion and Neutral Mass Spectrometer) de la sonde qui a effectué les mesures.

Les jets d’Encelade interagissent avec la magnétosphère de Saturne, créant une empreinte aurorale que l’on voit dans le bas à droite de l’image.

 

 

 

 

Dans ces geysers, on a détecté : NaCl, CO2, CH4, NH3, H2, et molécules organiques, mais bien entendu le composant principal c’est la glace.

 

Les particules s’échappant des geysers (glace) donnent naissance à l’anneau E.

Les satellites proches d’Encelade sont recouverts de cette neige brillante de particules.

 

Encelade serait un monde habitable !

 

 

Comme le signale Léa Bonnefoy, on note une interaction entre ces divers satellites, par exemple :

 

Ø  Les particules de l’anneau E (glace d’eau très brillante) retombent sur la face avant de Téthys, Dioné, et Rhéa, mais sur la face arrière de Mimas.

Ø  Des électrons haute-énergie, dans les ceintures de radiation de la magnétosphère de Saturne, modifient la face avant de Mimas et Téthys

Ø  Des particules fines absorbantes courantes dans le système de Saturne vont plus vite que les satellites, et couvrent donc la face arrière.

 

 

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Une curiosité : un Pacman dans le monde de Saturne !

 

 

 

Sur Mimas (à gauche) et Téthys à droite), des photos dans l’IR semblent indiquer l’existence d’un petit personnage qui est prêt à avaler tout ce qui se présente.

 

 

Ces images ont été prises par le CIRS (Composite InfraRed Spectrometer) de Cassini.

 

 

 

 

 

 

 

La limite de Roche : un phénomène qui touche tous les satellites proches de leur planète.

NDLR :

Si un corps se trouve proche d’un autre corps beaucoup plus lord que lui (un satellite par rapport à sa planète), les forces de marée différentielles vont s’exercer sur les faces avant et arrière. Elles seront de force différente, la face avant sera plus attirée que la face arrière.

Ces forces vont avoir tendance à briser l’objet le plus petit.

La position de cette limite (découverte par le mathématicien français Édouard Roche) se trouve approximativement à 2,5 rayons du corps le plus imposant.

Dans le cas de Saturne, cette limite se trouve là où se situe l’anneau F. ce qui explique qu’il n’existe pas de gros satellites en deçà de cette limite et que tous les anneaux soient situés aussi dans cette limite.

Par contre, au-delà, on trouve tous les gros satellites de Saturne et une exception le très ténu anneau E provoqué par Encelade..

 

 

 

Les petits satellites, les satellites Troyens et les bizarres.

 

 

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Ils ont tous une forme bizarre !

Sont situés aux points de Lagrange stables L4 et L5

Telesto, Helene , Calypso , Pollux

 

 

Les points de Lagrange de Saturne.

 

 

 

 

On ne peut pas parler des satellites de Saturne sans évoquer les satellites bergers ou gardiens.

 

L’origine des satellites bergers qui confinent un anneau en un anneau très fin, comme c’est le cas de l’anneau F ; tient à l’application des lois de Kepler pour ces tout petits corps.

 

De même il existe aussi la version du petit corps tout seul entre deux anneaux et qui nettoie complètement l’espace devant lui, comme Daphnée dans la division de Keeler ou Pan dans la division de Encke.

C’est ce fameux Pan qui a une forme très bizarre : un ravioli volant !

 

 

 

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On peut aussi s’intéresser aux satellites co-orbitaux, comme Janus et Épiméthée.

 

 

Ils partagent la même orbite et se courent après comme expliqué sur cette illustration.

 

 

Ils échangent d’orbite régulièrement tous les 4 ans.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il existe des satellites encore plus bizarres : ils circulent parmi de très fins arcs de matière.

 

Ces satellites sont Methone et Anthe.

 

 

On voit ici l’étrange tout petit satellite Methone.

 

Il possède comme ses confrères dans ces arcs, une surface absente de cratères.

Methone serait couvert de neige poudreuse.

 

 

 

 

 

 

 

 

Conclusion : de nombreuses questions restent posées.

 

 

Ø  Quel est l'âge des anneaux ?

Ø  Quel est l’âge et l’origine des satellites de Saturne ?

Ø  Quelle est la durabilité et la variabilité de l’activité sur Encelade ?

Ø  Y a-t-il eu de l’activité récente sur Dioné ?

Ø  Quelle est la nature des contaminants qu’on retrouve dans les anneaux et sur plusieurs lunes ?

Ø  Quelle est l’origine des « traces de peinture rouge » sur Téthys ; et des « taches bleues » sur Rhéa ?

Ø  Quelle est l’origine de la montagne équatoriale de Japet ?

Ø  Pourquoi les satellites glacés sont-ils aussi brillants en Radar ?

 

 

 

Réponses : bientôt ?

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

La seconde lune “Pac-Man” de Saturne

 

La limite de Roche.

 

The inner small satellites of Saturn: A variety of worlds

 

Saturn's small satellites, to scale

 

A close look at Saturn's closest moons

 

Saturn's satellites & moons

 

Calypso coolness

 

What You Didn't Know About Saturnian Moons 6 (Trojan Moons)  You Tube

 

The Orbital Dance of Epimetheus and Janus

 

Les bergers de l’anneau F

 

On the masses and motions of mini-moons: Pandora's not a "shepherd," but Prometheus still is

 

Three tiny moons of Saturn orbit within rings

 

 

 

 

 

 

 

Prochaine réunion de la commission de planétologie :

 

Samedi 27 Avril 2019 15H au siège :

Sujet et invité à définir (probablement sur Mercure)

 

 

Bon ciel à tous

 

Jean Pierre Martin  SAF Commission de Planétologie

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