Saturne et la Terre, la comparaison
Saturne pourrait contenir environ 764 Terres en volume, et il faudrait aligner environ 9,5 Terres pour couvrir son diamètre équatorial. Pourtant, elle n'est que 95 fois plus massive que notre planète, car elle est faite surtout d'hydrogène et d'hélium et se révèle huit fois moins dense. Son jour dure moins de la moitié du nôtre, son année 29,5 années terrestres, et elle reçoit environ 1 % de la lumière solaire qui atteint chaque mètre carré terrestre.
Sommaire
Tableau comparatif
| Saturne | Terre | |
|---|---|---|
| Diamètre équatorial | 120 536 km | 12 756 km |
| Diamètre polaire | 108 728 km | 12 714 km |
| Masse | 5,68 × 1026 kg | 5,97 × 1024 kg |
| Densité moyenne | 0,687 g/cm³ | 5,51 g/cm³ |
| Gravité (surface ou 1 bar) | 10,44 m/s² | 9,81 m/s² |
| Vitesse de libération | 35,5 km/s | 11,2 km/s |
| Période de rotation (jour) | 10 h 33 min | 23 h 56 min (sidérale) |
| Période orbitale (année) | 29,46 ans | 365,25 jours |
| Distance moyenne au Soleil | 9,54 UA (1,43 milliard de km) | 1 UA (150 millions de km) |
| Inclinaison de l'axe | 26,73° | 23,44° |
| Température moyenne | environ -140 °C à 1 bar | environ +15 °C en surface |
| Gaz atmosphériques principaux | hydrogène, hélium | azote, oxygène |
| Surface solide | aucune | oui |
| Lunes | 274 confirmées | 1 |
| Anneaux | oui, très étendus | non |
| Champ magnétique à l'équateur | environ 0,2 gauss | environ 0,3 gauss |
Combien de Terres dans Saturne ?
En volume, Saturne équivaut à environ 764 Terres. Ce chiffre suppose qu'on puisse « verser » la matière des Terres à l'intérieur. Avec des boules de la taille de la Terre empilées telles quelles, les vides entre les sphères ramèneraient le total à quelque 500 à 560, selon la compacité de l'empilement.
D'un bord à l'autre de l'équateur, Saturne mesure environ 9,45 Terres : 120 536 km contre 12 756 km. L'écart est un peu moindre d'un pôle à l'autre, car Saturne est aplatie par sa rotation rapide ; son diamètre polaire est environ 10 % plus petit que son diamètre équatorial (voir taille et masse).
Les anneaux ajoutent une autre dimension. Les anneaux principaux s'étendent jusqu'à environ 140 000 km du centre de Saturne : le système brillant mesure donc quelque 280 000 km d'un bout à l'autre, environ les trois quarts de la distance Terre-Lune, pour une épaisseur souvent d'une dizaine de mètres seulement.
Masse et densité : énorme mais légère
Saturne occupe le volume de 764 Terres, mais n'en a la masse que de 95. Sa densité moyenne, 0,687 g/cm³, est inférieure à celle de l'eau, tandis que la Terre, à 5,51 g/cm³, est la planète la plus dense du Système solaire. La Terre est faite de roches autour d'un noyau de fer ; Saturne est une boule d'hydrogène et d'hélium dotée d'un noyau diffus de matériaux plus lourds (voir la structure interne et la densité).
Cette combinaison explique un fait surprenant : la gravité au sommet des nuages de Saturne n'est qu'environ 6,5 % plus forte que sur Terre. La masse de Saturne est colossale, mais le niveau de 1 bar est si éloigné du centre que les deux effets se compensent presque. Vous pouvez calculer votre propre poids avec le calculateur de poids sur Saturne.
Jours, années et saisons
Un jour sur Saturne dure environ 10 heures 33 minutes, une valeur établie seulement en 2019 grâce aux ondes qui parcourent les anneaux (voir la durée du jour). Une année saturnienne dure 29,46 années terrestres : une personne née quand Saturne occupait une certaine région du ciel la verra y revenir vers ses 29 ou 30 ans, c'est l'astronomie qui se cache derrière le « retour de Saturne » des astrologues.
Comme les deux planètes ont des inclinaisons voisines, 26,7° et 23,4°, leurs saisons fonctionnent de la même façon. Mais sur Saturne, chaque saison dure environ 7,4 ans (voir les saisons).
Lumière, température et météo
Saturne est en moyenne 9,54 fois plus éloignée du Soleil que la Terre. La lumière s'affaiblissant comme le carré de la distance, elle reçoit environ 91 fois moins de lumière par mètre carré. Midi au sommet de ses nuages ressemblerait à une journée terrestre très couverte, encore bien plus lumineuse qu'un clair de lune. La lumière du Soleil met environ 79 minutes à atteindre Saturne, contre 8 minutes 20 secondes pour la Terre.
Résultat : une atmosphère à environ -140 °C au niveau de 1 bar (voir température). La météo saturnienne est bien plus violente que la nôtre : les vents équatoriaux atteignent environ 1 800 km/h, contre quelques centaines de km/h pour les courants-jets terrestres, et ses tempêtes peuvent grandir jusqu'à faire le tour de la planète.
Atmosphère et surface
L'atmosphère terrestre compte 78 % d'azote et 21 % d'oxygène, au-dessus d'une surface rocheuse et d'océans liquides. Celle de Saturne est surtout faite d'hydrogène, avec une part plus faible d'hélium et des traces de méthane, d'ammoniac et d'eau ; elle n'a aucune surface, seulement des couches de gaz de plus en plus chaudes et denses avec la profondeur, jusqu'à devenir fluides (voir l'atmosphère). Impossible donc de s'y tenir debout, comme l'explique la page peut-on vivre sur Saturne.
Lunes et anneaux
La Terre a une seule grande Lune, exceptionnellement grosse par rapport à sa planète. Saturne compte 274 lunes confirmées, mais aucune n'est aussi imposante à son échelle : même Titan, plus grand que Mercure, ne pèse qu'environ 1/4 200 de la masse de Saturne, alors que la Lune représente 1/81 de la masse terrestre. Quant aux anneaux de Saturne, ils n'ont aucun équivalent autour de la Terre.
La distance entre la Terre et Saturne
La distance entre les deux planètes varie sans cesse au gré de leurs orbites : environ 1,2 milliard de km au plus près, autour de l'opposition, et environ 1,66 milliard de km au plus loin, quand Saturne se trouve derrière le Soleil. Un signal radio met entre 67 et 92 minutes environ pour faire le trajet (voir la distance Terre-Saturne).
Questions fréquentes
Combien de Terres peut-on mettre dans Saturne ?
Environ 764 en volume. Si l'on empilait des sphères de la taille de la Terre au lieu de remplir tout le volume, les vides réduiraient ce nombre à environ 500 à 560.
Saturne est-elle beaucoup plus grande que la Terre ?
Son diamètre équatorial vaut environ 9,45 fois celui de la Terre, son volume environ 764 fois et sa masse environ 95 fois.
La gravité est-elle plus forte sur Saturne que sur la Terre ?
Légèrement. Au niveau de 1 bar près de l'équateur, elle vaut environ 1,065 fois la gravité terrestre : une personne de 70 kg sur Terre y pèserait environ 74,6 kg.
Combien dure un jour sur Saturne par rapport à la Terre ?
Un jour saturnien dure environ 10 heures 33 minutes, moins de la moitié d'un jour terrestre. En revanche, une année saturnienne dure 29,46 années terrestres.
Sources
- NASA Goddard : Saturn Fact Sheet
- NASA Goddard : Earth Fact Sheet
- NASA Science : Saturn facts
- Mankovich, C. et al. (2019), « Cassini ring seismology as a probe of Saturn's interior. I. Rigid rotation », The Astrophysical Journal