Satellites naturels de Saturne - Définition

Introduction

Montage préparé d'après des photos prises par la sonde Voyager 1 en novembre 1980

Saturne possède 53 satellites naturels dont l'existence est suffisamment confirmée pour qu'ils soient nommés. Douze autres n'ont encore qu'une désignation temporaire. Parmi ceux-ci, l'existence de trois satellites est particulièrement remise en question. Les satellites de Saturne ont une taille très variée. On y trouve des petites lunes de moins d'un kilomètre de diamètre, mais aussi Titan, plus grand que la planète Mercure. Parmi les satellites recensés, treize ont un diamètre de plus de 50 kilomètres.

Vingt-quatre des lunes de Saturne sont des satellites réguliers. Ils ont une orbite prograde, presque circulaire, et peu inclinée par rapport au plan équatorial de la planète. Parmi ceux ci, on trouve les sept satellites majeurs, les quatre satellites troyens qui ont une orbite commune à un satellite majeur, Hypérion qui orbite en résonance avec Titan et les trois lunes entre Mimas et Encélade qui constituent le groupe des Alkyonides. Les autres satellites réguliers sont situés dans les anneaux de Saturne. Les satellites réguliers sont généralement nommés suivant le nom des Titans ou d'autres personnages associés au dieu Saturne.

Les autres lunes sont toutes des satellites irréguliers. Leur orbite est plus éloignée de Saturne et fortement inclinée par rapport au plan équatorial de la planète. Ils ont tous une taille inférieure à 30 km, à l'exception de Phœbé, 9ème satellite de Saturne découvert à la fin du 19ème siècle. Ces satellites sont probablement des objets capturés par Saturne, ou des fragments d'objets capturés. Ils sont classés en trois groupes selon leurs caractéristiques orbitales : le groupe Inuit, le groupe nordique et le groupe celte.

Les anneaux de Saturne sont constitués d'une multitude d'objets, dont la taille varie de quelques micromètres à quelques mètres. Chacun de ces objets suit sa propre orbite autour de la planète. Il n'existe pas de frontière précise entre les innombrables objets anonymes qui constituent ces anneaux et les objets plus grands qui ont été nommés. Le nombre exact de satellites de Saturne ne sera donc probablement jamais connu.

Découvertes

Satellites et anneaux de Saturne (photomontage de l'Agence Spatiale Européenne)

Premières observations

Les huit premières lunes de Saturne furent découvertes par observation directe à l'aide de téléscope optique. Titan, la plus grande lune de Saturne, fut découverte en 1655 par Christiaan Huygens grâce à un objectif de 57 mm monté sur une lunette astronomique de sa conception. Téthys, Dione, Rhéa et Iapetus furent découvertes en 1671-1672 par Giovanni Domenico Cassini. Mimas et Encélade furent découvertes en 1789 par William Herschel. Hypérion fut découvert en 1848 par W.C. Bond, G.P. Bond et William Lassell.

L'utilisation de plaques photographiques à longue durée d'exposition permit la découverte de nouveaux satellites. Le premier découvert par cette technique fut Phoebe, identifié en 1899 par W.H. Pickering. En 1966, le dixième satellite de Saturne fut découvert par Audouin Dollfus en observant les anneaux de Saturne par la tranche près d'un équinoxe. Il fut plus tard nommé Janus. Les astronomes réalisèrent en 1978 que les observations de 1966 impliquaient la présence d'un autre satellite dont l'orbite était similaire à Janus. Cette 11^ème lune de Saturne est maintenant connu sous le nom de Épiméthée. En 1980, trois satellites supplémentaires, les troyens Hélène, Telesto et Calypso furent découverts depuis des télescopes au sol puis identifiés par la suite par les sondes du programme Voyager.

Thémis, satellite qui aurait été découvert en 1905, n'existe en fait pas.

Observations par des sondes

Quatre lunes de Saturne sont visibles sur cette image de la sonde Cassini : Titan (le plus grand) et Dione en bas, le petit Prométhée (sous les anneaux) et le minusule Telesto au dessus du centre.

L'étude des planètes externes du système solaire a été révolutionné par l'usage de sondes spatiales automatisées. L'arrivée des sondes Voyager près de Saturne en 1980-1981 a permis la découverte de trois nouvelles lunes, Atlas, Prométhée et Pandora, amenant le nombre de lunes connues à 17. De plus, les astronomes eurent la confirmation qu'Épiméthée était distinct de Janus. En 1990, Pan fut découverte dans des images d'archive de Voyager.

La mission Cassini qui arriva autour de Saturne à l'été 2004, découvrit dans un premier temps trois petites lunes intérieures : Méthone et Pallène sont entre Mimas et Encélade et Pollux est la deuxième lune lagrangienne de Dione. Elle détecta trois lunes qui n'ont pas faits l'object de confirmation dans l'anneau F. En novembre 2004, les scientifiques du programme Cassini annoncèrent que la structure des anneaux de Saturne implique la présence de plusieurs lunes supplémentaires en orbite au sein de ces anneaux, dont une seule, Daphnis a été confirmée (en 2005). En 2007, la découverte d'Anthée est annoncée, puis celle d'Égéon en 2009.

Satellites externes

L'étude des lunes de Saturne a également été facilitée par les progrès de l'instrumentation des téléscopes, principalement l'introduction des dispositifs numériques qui ont remplacés les plaques photographiques. Une mission d'observation menée en 2000 a permis de découvrir douze autres lunes en orbite à une grande distance de Saturne (Ymir, Paaliaq, Siarnaq, Tarvos, Kiviuq, Ijiraq, Thrymr, Skathi, Mundilfari, Erriapo, Albiorix et Suttungr). On pense actuellement qu'il s'agit de fragments de corps plus importants capturés par l'attraction gravitationnelle de Saturne.

Narvi fut découvert en 2003.

Une équipe d'astronomes de l'université de Hawaï a découvert, vers la fin de l'année 2004, douze satellites extérieurs (S/2004 S 7, Fornjot, Farbauti, Ægir, Bebhionn, S/2004 S 12, S/2004 S 13, Hati, Bergelmir, Fenrir, S/2004 S 17 et Bestla).

La découverte de neuf nouveaux petits satellites extérieurs de Saturne a été annoncée le 26 juin 2006 ; ils ont été découverts par D. C. Jewitt, S. S. Sheppard, et J. Kleyna au moyen du télescope Subaru de 8,2 mètres : il s'agit de Hyrrokkin, S/2006 S 1, Kari, S/2006 S 3, Greip, Loge, Jarnsaxa, Surtur et Skoll.

La découverte d’un nouveau satellite extérieur, Tarqeq, a été annoncée le 13 avril 2007. Celle de S/2007 S 2 et S/2007 S 3, le 1^er mai.