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Les anneaux de Saturne

Mis à jour le · 6 min de lecture

Les anneaux de Saturne sont un immense disque de particules de glace d'eau, de la poussière au bloc de quelques mètres, qui tournent autour de la planète dans son plan équatorial. Les anneaux principaux s'étendent d'environ 67 000 à 140 000 km du centre de Saturne, soit près de 280 000 km d'un bord à l'autre, alors que leur épaisseur ne dépasse généralement pas quelques dizaines de mètres. Ce sont les anneaux les plus massifs et les plus brillants du Système solaire, et les seuls visibles avec une petite lunette.

Sommaire
  1. Un système d'anneaux, pas un anneau
  2. De quoi sont faits les anneaux ?
  3. Immenses et pourtant minces
  4. Des anneaux sculptés par les lunes
  5. Des phénomènes encore mystérieux
  6. Quel âge ont les anneaux ?
  7. Les anneaux vont-ils disparaître ?
  8. Une histoire de la découverte
  9. Questions fréquentes
  10. Sources

Un système d'anneaux, pas un anneau

Vus au télescope, les anneaux semblent former un seul disque. En réalité, la sonde Cassini a révélé des milliers d'annelets, de sillons et d'ondes. Les astronomes les regroupent en grands ensembles désignés par des lettres, attribuées dans l'ordre de leur découverte et non dans l'ordre de leur distance à la planète. De l'intérieur vers l'extérieur, on trouve le pâle anneau D, l'anneau C (dit « anneau de crêpe », semi-transparent), l'anneau B, le plus large, le plus épais et le plus brillant, la division de Cassini, puis l'anneau A et, juste au-delà, le fin anneau F. Plus loin s'étendent les anneaux ténus G et E. Le détail des distances et des largeurs se trouve sur la page consacrée aux noms des anneaux.

AnneauDistance au centre de SaturneCaractère
D66 900 – 74 500 kmtrès ténu, le plus proche
C74 500 – 92 000 kmsombre, semi-transparent
B92 000 – 117 580 kmle plus massif et le plus brillant
Division de Cassini117 580 – 122 170 kmzone peu dense, pas vide
A122 170 – 136 775 kmcontient les divisions d'Encke et de Keeler
Fenviron 140 200 kmétroit, tressé, gardé par Prométhée et Pandore
Genviron 166 000 – 175 000 kmpoussiéreux
Eenviron 180 000 – 480 000 kmalimenté par Encelade

De quoi sont faits les anneaux ?

Les anneaux sont constitués à plus de 95 % de glace d'eau presque pure, ce qui explique leur éclat. Les particules vont du micromètre à une dizaine de mètres, la plupart mesurant entre le centimètre et le mètre. Une faible fraction de silicates et de composés organiques leur donne une teinte légèrement rosée ou beige. Ces grains ne forment pas un objet solide : chacun suit sa propre orbite, plus rapide près de la planète que loin d'elle, et les collisions incessantes aplatissent le disque.

Immenses et pourtant minces

Le contraste entre l'étendue et l'épaisseur des anneaux est vertigineux. À l'échelle, une feuille de papier aussi fine que les anneaux devrait mesurer plusieurs kilomètres de large. Leur taille et leur épaisseur varient selon l'endroit : des ondes et des reliefs atteignent par endroits 2 à 3 km de haut, comme l'a montré l'équinoxe de 2009, quand le Soleil rasant a projeté leurs ombres.

Des anneaux sculptés par les lunes

Les anneaux de Saturne doivent leur architecture aux lunes. La lune Mimas, par une résonance orbitale, maintient le bord externe de l'anneau B et entretient la division de Cassini. De petites lunes bergères confinent l'anneau F ou ouvrent des sillons dans l'anneau A : Pan dans la division d'Encke, Daphnis dans celle de Keeler. Ailleurs, des lunes minuscules noyées dans le disque creusent des perturbations en forme d'hélice, les « propellers ».

Des phénomènes encore mystérieux

Les anneaux ne sont pas figés. Des rayons sombres, longs de milliers de kilomètres, apparaissent et disparaissent en quelques heures sur l'anneau B autour des équinoxes. De la matière glacée tombe en permanence dans l'atmosphère de Saturne, une pluie des anneaux mesurée directement lors du Grand Final de Cassini en 2017. Et bien au-delà des anneaux visibles, le télescope spatial Spitzer a découvert en 2009 l'anneau de Phoebé, un tore de poussière sombre géant lié à la face noire de Japet.

Quel âge ont les anneaux ?

C'est l'une des grandes questions ouvertes de la planétologie. La pureté de la glace et la faible masse mesurée par Cassini suggèrent des anneaux jeunes, de quelques centaines de millions d'années au plus, donc bien plus récents que Saturne (4,5 milliards d'années). D'autres travaux soutiennent qu'ils pourraient être anciens mais se « nettoyer » eux-mêmes. Le débat et les scénarios d'origine (lune détruite, comète capturée, hypothèse « Chrysalis ») sont détaillés dans la page âge et origine des anneaux.

Les anneaux vont-ils disparaître ?

À court terme, les anneaux « disparaissent » périodiquement pour un observateur terrestre : tous les 13 à 16 ans environ, la Terre passe dans leur plan et ils se présentent par la tranche, comme le 23 mars 2025. À très long terme, la pluie des anneaux pourrait les éroder en quelques centaines de millions d'années. Les deux phénomènes sont expliqués dans la page sur la disparition des anneaux.

Une histoire de la découverte

En 1610, Galilée voit Saturne flanquée de deux « oreilles » qu'il prend pour des lunes. Christiaan Huygens propose en 1659 la bonne interprétation : un anneau mince et plat, qui ne touche nulle part la planète. En 1675, Jean-Dominique Cassini découvre la division qui porte son nom. En 1859, James Clerk Maxwell démontre qu'un anneau solide serait instable et qu'il doit être formé d'une multitude de petits corps, ce que James Keeler confirme en 1895 par spectroscopie. Les sondes Pioneer 11, Voyager puis Cassini ont ensuite transformé cette image en un véritable paysage.

Les anneaux de Saturne ont aussi inspiré la littérature : Les Anneaux de Saturne de W. G. Sebald, récit de marche et de mémoire publié en 1995, emprunte son titre à ces débris en orbite. Voir notre page sur le livre de Sebald. Pour les voir de vos propres yeux, une petite lunette suffit : suivez notre guide pour observer Saturne au télescope.

Questions fréquentes

Combien Saturne a-t-elle d'anneaux ?

On distingue sept grands anneaux nommés (D, C, B, A, F, G et E), auxquels s'ajoutent des arcs et annelets faibles et l'immense anneau de Phoebé. Vu en détail par Cassini, le système compte des milliers d'annelets individuels.

De quoi sont faits les anneaux de Saturne ?

Principalement de glace d'eau, à plus de 95 %, sous forme de grains et de blocs allant du micromètre à quelques mètres. Le reste est un mélange de silicates et de matière organique.

Peut-on voir les anneaux de Saturne avec des jumelles ?

Des jumelles stabilisées montrent une planète allongée, mais il faut une petite lunette grossissant au moins 25 à 30 fois pour distinguer clairement l'anneau séparé du globe.

Les anneaux de Saturne sont-ils solides ?

Non. Ils sont formés d'innombrables particules indépendantes, chacune sur sa propre orbite. Maxwell a démontré dès 1859 qu'un anneau rigide serait détruit par les forces de marée.

Jupiter, Uranus et Neptune ont-elles aussi des anneaux ?

Oui, les quatre planètes géantes ont des anneaux, mais ceux de Jupiter, d'Uranus et de Neptune sont sombres et très peu massifs. Seuls ceux de Saturne sont brillants et visibles depuis la Terre avec un petit instrument.

Sources

  • NASA Science, Saturn
  • L. Iess et al., « Measurement and implications of Saturn's gravity field and ring mass », Science, 2019
  • L. W. Esposito, Planetary Rings, Cambridge University Press, 2e édition, 2014
  • J. N. Cuzzi et al., « An evolving view of Saturn's dynamic rings », Science, 2010
  • Christiaan Huygens, Systema Saturnium, 1659

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