Des Mondes Mystérieux autour de Saturne |
Cassini a ensuite rencontré Téthys, curieux œil de glace de 1000 km de large. Téthys est le neuvième des satellites connus de Saturne.
Il fut découvert par JD Cassini en 1684. La faible densité de Téthys indique qu'il est presque entièrement constitué de glace d'eau, comme Dioné et Rhéa.
L'hémisphère occidental est dominé par un vaste cratère d'impact, Odyssée, dont le diamètre de 400 km est proche des 2/5 de celui de Téthys. Qu'un tel impact n'ait pas complètement brisé Téthys indique qu'il peut avoir été dans le passé, liquide ou du moins pas très solide. Le cratère est maintenant très plat (ou plus précisément, se conforme à la sphéricité de Téthys), comme les cratères de Callisto, sans les hauts anneaux et pics centraux communément observés sur la Lune et Mercure. La seconde structure majeure observée sur Téthys est une grande vallée, nommée Ithaca Chasma. Elle est large de 100 km, profonde de 2 à 5 km et parcourt 2000 km, soit près des 3/4 de la circonférence de Téthys.
Téthys n'a pas toujours été un solide gelé. À certains moments de son passé, il fut probablement liquide. Les cratères d'impact de cette ère ont été adoucis. Tandis qu'elle gelait et s'étendait, la surface a dû craquer pour s'accommoder de l'augmentation de volume en produisant Ithaca Chasma.
DONNÉES :
Diamètre : 1072 × 1056 × 1052 km
Masse : 6,176 x 1020 kg (1/100 de la masse de la Lune)
Densité : 1,00 g/cm3
Distance à Saturne : 294 992 km, soit 4,88 rayons saturniens
Période orbitale : 1,88 jours terrestres
Téthys est un corps glacé, similaire en nature à Dioné et Rhéa. Sa densité, égale à celle de l'eau, indique qu'elle est principalement composée de glace. La surface de Téthys est couverte de cratères et compte de nombreuses fissures causées par des failles dans la glace. Il existe deux types de terrain sur Téthys : l'un est composé de régions fortement cratérisées ; l'autre consiste en une ceinture de couleur sombre et peu cratérisée qui traverse la lune de part en part. Le faible nombre de cratères sur cette région indique que Téthys a certainement eu autrefois une activité interne, causant une remontée partielle du terrain plus ancien.
La raison exacte de la couleur sombre de la ceinture est inconnue, mais une interprétation possible provient des récentes images réalisées par la sonde Galileo des lunes joviennes Ganymède et Callisto, qui exhibent toutes deux des calottes polaires faites de dépôts de glace lumineux sur les pentes des cratères faisant face aux pôles. À distance, les calottes polaires semblent donc plus lumineuses à cause de ces milliers de morceaux de glace situés dans les petits cratères s'y trouvant. La surface de Téthys peut avoir une origine similaire, consistant en calottes polaires couvertes de morceaux de glace brillants indiscernables, séparés par une zone plus sombre. L'hémisphère occidental de Téthys est dominé par un énorme cratère d'impact nommé Odyssée, dont les 400 km de diamètre représentent près des 2/5 de Téthys. Le cratère s'est aplati et suit aujourd'hui la forme sphérique de Téthys, à la manière des cratères de Callisto, sans les grandes chaînes de montagnes en anneau et le pic central qu'on peut voir sur la Lune et Mercure, la fragile couche de glace de Téthys s'étant aplanie au cours des âges.
La seconde structure la plus visible de Téthys est une énorme vallée nommée Ithaca Chasma, large de 100 km et profonde de 3 à 5 km. Longue de 2000 km, elle couvre près des 3/4 de la circonférence de Téthys. On pense qu'Ithaca Chasma s'est formée alors que l'eau à l'intérieur de Téthys s'est solidifiée, provoquant une expansion de la lune et un craquement de la surface pour permettre un plus grand volume intérieur. Les cratères plus anciens ayant existé avant que la lune ne se solidifie ont probablement été supprimés par l'activité géologique d'alors. Il existe une autre théorie au sujet de la formation d'Ithaca Chasma : l'impact à l'origine du grand cratère Odyssée a pu provoquer une onde de choc qui a traversé Téthys, fracturant la fragile surface glacée de la face opposée. La température à la surface de Téthys est de -187°C. La sonde Cassini (résultat d'une collaboration entre la NASA/JPL, l'ESA et l'Agence spatiale italienne), en orbite autour de Saturne depuis le 1 er juillet 2004 et toujours en activité en juillet 2007, a effectué plusieurs approches de Téthys dont l'une à moins de 1.500 km de sa surface. On attend beaucoup des résultats de l'analyse des clichés pris au travers de plusieurs filtres différents. Les lunes co-orbitales Télesto et Calypso se trouvent sur les points de Lagrange L 4 et L 5, respectivement à 60° en avant et en arrière de Téthys sur son orbite.
Ce satellite de Saturne fut temporairement désigné S/1980 S13. Il a été découvert sur des photos envoyées par une des deux sondes Voyager alors qu'elle traversait le système saturnien le 12 novembre 1980.
Les seuls à avoir tiré les bonnes conclusions de ces photos étaient les membres d'une même équipe : B. Smith, H. Reitsema, S. Larson et J. Fountain. Harold Reitsema est aussi le découvreur de Larissa, le cinquième satellite connu de Neptune.
Télesto circule sur une orbite prograde (dans le même sens que la rotation de saturne) presque circulaire (l'excentricité n'est que de 0,001). Ce satellite est l'un des plus petits du système saturnien. Télesto ainsi que Calypso sont appelés les "satellites troyens" (ou Lagrangiens) de Téthys parce qu'ils circulent tous les trois sur la même orbite, à environ 60° en avant et en arrière de Téthys (Télesto est en avant de Téthys et Calypso en arrière).
Le nom de cette lune vient de la mythologie grecque. Télesto était une des 3000 Océanides (les nymphes des mers) et fille d'Océanus et de Téthys.
DONNÉES :
Diamètre : 30 x 25 x 15 km
Masse : ~7,2 x 1015 kg
Distance de Saturne : 294 700 km, soit 4,9 rayons saturniens
Période orbitale : 1,88 jour terrestre

Ce satellite de Saturne a porté la désignation provisoire S/1980 S25. Ce nombre élevé qui fut assigné après le survol de Voyager s'avéra une exagération. Saturne était alors supposé posséder 28 satellites mais il fût rapidement découvert que quelques uns des "nouveaux" satellites étaient en fait des objets déjà connus et le nombre fût ramené à 18...
Ce satellite a été découvert en 1980 par l'équipe d'astronomes constituée de D. Pascu, P.K. Seidelmann, W. Baum et D. Currie. Calypso circule sur une orbite prograde (dans le même sens que la rotation de saturne) presque circulaire (l'excentricité n'est que de 0,001). Sa masse est très faible. Calypso ainsi que Télesto sont appelés les "satellites troyens" (ou Lagrangiens) de Téthys parce qu'ils circulent tous les trois sur la même orbite, à environ 60° en avant et en arrière de Téthys (Télesto est en avant de Téthys et Calypso en arrière).
Le nom de cette lune vient de la mythologie grecque. Calypso était une nymphe, la fille du titan Atlas. Elle vivait sur la merveilleuse île éloignée d'Ogygie où Ulysse échoua après que son bateau fût détruit. Elle lui promit l'immortalité s'il devenait son mari. Cependant, au bout de sept ans, Ulysse voulut retourner dans son foyer à Ithaque auprès de sa femme Pénélope... Zeus envoya Hermès à Ogygie pour commander à Calypso de rendre sa liberté à Ulysse, ce qu'elle finit par faire.
DONNÉES :
Diamètre : 30 x 16 x 16 km
Masse : 3,6 x 1015 kg
Distance de Saturne : 294 660 km soit 4,9 rayons saturniens
Période orbitale : 1,8878 jour terrestre.
Dioné (S IV Dione) est une des lunes de Saturne, découverte par Jean-Dominique Cassini - alias Giovanni Domenico Cassini - en 1684, la même année que Téthys.
Cassini nomma les quatre lunes qu'il découvrit (Téthys, Dioné, Rhéa et Japet) Sidera Lodoicea (les étoiles de Louis) en l'honneur du roi Louis XIV. Titan, découvert par Christiaan Huygens presque trente ans plus tôt, avait été baptisé simplement Saturni Luna (lune de Saturne). Aussi les astronomes prirent-ils l'habitude de les appeler Saturne 1 à Saturne 5. Ce n'est qu'en 1847 que Sir John Herschel, fils de William Herschel (découvreur de Mimas et Encélade en 1789), proposa que les désignations numériques soient remplacées par les noms de Titans, frères et sours de Cronos. Dioné, une nymphe Océanide et Titanide, fut l'une des femmes de Zeus précédant Héra, et eut Aphrodite et Dionysos de lui.
Dioné est principalement composée d'eau sous forme de glace ; mais, au vu de sa densité plus élevée que celle des autres lunes de Saturne (en dehors de Titan, dont la densité est accrue par la compression gravitationnelle), elle contient probablement une quantité assez importante de matière plus dense, telle que des roches de silicates. Dioné est similaire à Rhéa, une autre lune de Saturne, bien qu'étant légèrement plus petite. Les deux lunes ont une composition et un albédo semblables et présentent les mêmes variations de terrain ; elles ont toutes deux des hémisphères avant et arrière différenciés. Sur l'hémisphère arrière de Dioné se trouve un réseau de stries claires sur un fond sombre, qui recouvrent un faible nombre de cratères visibles plus anciens. L'hémisphère avant est très cratérisé et uniformément clair. L'origine de la matière claire est quelque peu incertaine. Apparemment, il s'agit de matière d'albédo élevé suffisamment fine pour ne pas obscurcir les structures de la surface sous-jacente. Elle pourrait être due à des éruptions le long des fissures à la surface de Dioné, pour ensuite retomber à la surface sous forme de neige ou de cendre. Comme Callisto, les cratères sont dépourvus des structures au relief marqué présents sur la Lune ou Mercure, probablement à cause de l'aplanissement de la fragile couche de glace au cours des âges.
Dioné était probablement géologiquement active peu de temps après sa formation, avec certains processus comme le volcanisme glaciaire resurfaçant la majeure partie de la lune, et laissant des stries blanches sur l'ensemble de sa surface.
Une fois que l'activité interne et le resurfaçage ont cessé, la formation de cratères par des corps plus petits a continué principalement sur l'hémisphère avant, y entraînant la disparition des stries. Par le passé, l'hémisphère arrière de Dioné a été le siège d'un bombardement intense, générant des cratères de plus de 100 km de diamètre, à comparer avec les cratères plus petits de son hémisphère avant, de l'ordre de 30 km de diamètre seulement. Cet ordre des choses est contraire à l'attente de certainsscientifiques. Shoemaker et Wolfe ont proposé un modèle de cratérisation pour un satellite en rotation synchrone résultant en un taux de cratérisation plus élevé pour l'hémisphère avant que pour l'hémisphère arrière. Cela voudrait dire que durant la période de bombardement intense, Dioné était en rotation synchrone avec Saturne dans l'orientation inverse d'aujourd'hui. Vu que Dioné est relativement petite, il est possible qu'un impact provoquant un cratère d'environ 35 km ait pu renverser le satellite. Puisqu'il y a de nombreux impacts de plus de 35 km de large, Dioné peut avoir étérenversée de manière répétitive durant la période de bombardement intense. L'agencement des cratères depuis lors ainsi que l'albédo élevé de la face avant impliquerait enfin que Dioné n'ait pas changé d'orientation depuis plusieurs milliards d'années.
DONNÉES :
Diamètre : 1118 km
Masse : 1,096 x 1021 kg
Distance de Saturne : 377 400 km
Période orbitale : 2,737 jour terrestre
DE L'OXYGÈNE détecté sur Dioné, une lune de Saturne
De quoi espérer pouvoir trouver de la vie sur un satellite voisin... Saturne et deux de ses satellites, Dioné et Thétys. NASA (->)
L'oxygène est l'une des briques élémentaires nécessaires à l'éclosion d'une forme de vie telle que nous la connaissons. Aussi, la confirmation de sa présence sur Dioné, l'une des lunes de Saturne, excite les scientifiques.
La sonde Cassini a en effet détecté de l'oxygène dans l'exosphère (une couche à très haute altitude) de Dioné, l'un des satellites orbitant autour de la planète Saturne. Les résultats ont été publiés, jeudi, dans la Lettre d'études géophysiques. A priori, on ne trouve pas d'eau liquide sur Dioné, même en profondeur. Mais selon les scientifiques, le processus libérant de l'oxygène pourrait également avoir lieu sur d'autres lunes de Saturne et de Jupiter. Il faudra aller creuser...
La plus intéressante s'appelle Encelade, sur laquelle se trouveraient des cryovolcans (qui crachent des jets d'eau glacée mélangée à d'autres composés). Les scientifiques mettent actuellement au point une foreuse capable d'aller creuser sous la glace et prélever des échantillons dans de l'eau liquide. Et peut-être trouver une forme de vie telle qu'il en existe sous l'Antarctique.
Pendant longtemps, le satellite de Jupiter, Europe, était l'un des meilleurs candidats pour la vie extraterrestre. Mais son océan pourrait finalement être trop acide pour permettre une biosphère de se développer. La quête continue.
P.B. - 20 MINUTES > 02 Mars > 2012 |
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CIEL & ESPACE N°543 > Septembre-Octobre > 2015 |
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Hélène (S XII Helene) est une petite lune de Saturne découverte en 1980 par Pierre Laques, Raymond Despiau et Jean Lecacheux (de l'observatoire de Meudon) grâce au télescope de 1m de l'observatoire du Pic du Midi.
Elle reçut alors la désignation temporaire S/1980 S 6. Laques et Lecacheux firent partie de l'équipe qui confirma la découverte grâce aux photos prises par la sonde Voyager 2 quelques mois plus tard. Elle reçut officiellement le nom d'Hélène de Troie, petite-fille de Cronos en 1988. Elle orbite au point de Lagrange L 4 du système Saturne-Dioné, elle se situe donc sur le même orbiteque Dioné, en avance d'1/6 e de révolution et est parfois désignée par Dioné B.
DONNÉES :
Diamètre : 36 x 32 x 30 km
Masse : 2,5 x 1016 kg
Distance de Saturne : 377 420 km
Période orbitale : 2,737 jour terrestre
Inclinaison : 0,213°
Noud ascendant : 40,039°
Argument du périhélie : 292,056°
Anomalie moyenne : 134,070°
Magnitude absolue : 18,4

Pollux (Polydeuces) (désignation provisoire S/2004 S 5) est un satellite naturel de Saturne découvert sur des images prises le 21 octobre 2004 par la sonde Cassini-Huygens. L'équipe, menée par Carolyn C. Porco et al., est créditée dans son ensemble. Peu de détails sont disponibles pour le moment.
Elle est co-orbitale avec Dioné et se trouve au point de Lagrange arrière (L 5). Son diamètre est estimé à environ 3,5 km. Des co-orbitaux connus du système saturnien, Pollux s'éloigne le plus de son point d'ancrage : jusqu'à 32 degrés d'écart ! Le nom de Pollux (Polydeuces en anglais) a été approuvé par l'UAI le 21 janvier 2005. Dans la mythologie grecque, Pollux et Castor sont les frères Dioscures. Parmi les découvertes faite par Cassini en 2004, un satellite, S5, a été détecté sur une orbite très particulière : il est coorbital à Dioné, c'est-à-dire que S5 est piégé dans un point de Lagrange de Dioné (L5) et évolue sur la même trajectoire. C'est le troisième satellite de la sorte découvert autour de Saturne et cela indique que les points de Lagrange des grands satellites sont peut-être des zones où les petits satellites survivent préférentiellement... Une théorie à confirmer.
Le diamètre de Pollux ne dépasse pas 4 km. Il suit Dioné sur son orbite, celle-ci étant prograde et son demi grand axe est de 377 400 km. Avec le satellite plus gros Hélène, Polydeuces parcourt la même orbite que le gros et glacé Dioné.
Le 21 janvier 2005, le Working Group on Planetary Science Nomenclature (WGPSN) de l'Union Astronomique Internationale a approuvé le nom Polydeuces et la désignation SXXXIV (S 34) pour le satellite qui avait été provisoirement désigné S/2004 S5.
Polydeuces (Polydeukès en Grec), mieux connu sous sont nom latin de Pollux, est dans la mythologie grecque le frère jumeau de Castor et le fils de Zeus et de Léda de Sparte. C'est aussi un des argonautes de Jason.
DONNÉES :
Diamètre : 3,5 km
Distance de Saturne : 377 390 km
Période orbitale : 2,737 jour terrestre (65 h 41 min 05 s)
Inclinaison : 1,1705°
Rhéa est un satellite naturel de Saturne, le deuxième plus grand satellite de la planète par la taille après Titan. Il fut découvert en 1672 par Cassini.
CARACTÉRISTIQUES PHYSIQUES
Rhéa est un corps glacé d'une masse volumique d'environ 1233kg·m-3. Cette faible valeur suggère qu'il est composée d'environ 25% de roches (masse volumique: 3250kg·m-3) et 75% de glace d'eau (masse volumique : 1000kg·m-3).
Initialement, il était supposé que Rhéa possédait un noyau rocheux en son centre. Cependant, des mesures du moment d'inertie axial effectuées lors d'un survol de la sonde Cassini ont is en évidence une valeur plus compatible avec un intérieur homogène (et une éventuelle compression de la glace au centre), l'existence d'un noyau rochaux impliquant une valeur de ce moment d'inertie axial. La forme générale de Rhéa concorde avec l'idée d'un corps homogène en équilibre hydrostatique. Les caractéristiques de Rhéa sont semblables à celles de Dioné, avec des hémisphères avant et arrière différenciés, ce qui laisse supposer une composition et une histoire similaires. La température à la surface de Rhéa est de -174°C au soleil, et de -200°C à -220°C à l'ombre.
Rhéa est fortement cratérisée et sa surface est parcourue de marques claires. Celle-ci peut être divisée en deux zones géologiques différenciées par la densité des cratères : la première zone comprend des cratères de plus de 40 km de diamètre, alors que la seconde, en partie dans les régions polaires et équatoriales, est couverte de cratères de moins de 40 km de diamètre. Cela indiquerait qu'un événement majeur résultant en un resurfaçage a eu lieu durant sa formation. L'hémisphère avant est fortement cratérisé et uniformément clair. Comme Callisto, les cratères sont dépourvus des structures au relief marqué présents sur la Lune et Mercure. L'hémisphère arrière présente un réseau de traînées claires sur un fond sombre, et peu de cratères. Ces traînées pourraient être de la matière éjectée de volcans de glace alors que Rhéa était encore liquide sous la surface.
ANNEAUX
Le 6 mars 2008, la sonde Cassini a rapporté des données selon lesquelles un disque de matière orbiterait autour de Rhéa. Si la découverte est confirmée, Rhéa serait à ce jour le quatrième satellite connu à posséder des anneaux. Europe, Callisto et Ganymède en possèdent également.
L'existence des anneaux a été déduite de la modification du flux d'électrons piégés par le champ magnétique de Saturne lorsque Cassini est passée à proximité de Rhéa. Les poussières et débris semblent s'étendrent à l'extérieur de la sphère de Hill de Rhéa, mais sont plus denses près de la lune et contiendraient trois fins anneaux d'une densité encore plus élevée.
Rhéa possède aussi un anneau
Les lunes aussi peuvent avoir des anneaux. Grâce à des données récoltées par la sonde spatiale Cassini, lancée par la Nasa, l'Agence spatiale européenne et l'Agence spatiale italienne pour explorer le système de Saturne, on vient de découvrir que Rhéa, l'une de ses grosses lunes, est elle aussi cerclée. La couronne de Rhéa n'est cependant pas visible à l'oil nu : c'est par déduction qu'a travaillé l'équipe internationale d'astrophysiciens, dirigée par Geraint Jones de l'Institut Max-Planck, en Allemagne. Cassini a en effet détecté autour de Rhéa des chutes brutales dans l'intensité des flux d'électrons associés à la magnétosphère de Saturne. Selon les astrophysiciens, ces perturbations seraient causées par la présence de petits corps solides autour de la lune. Des études ont ensuite permis d'affiner la description des coupables potentiels : des débris rocheux de quelques décimètres, provenant d'impacts survenus il y a quelque 70 millions d'années. A.O. - SCIENCE & VIE > Mai > 2008 |
TOPONYMIE
Les formations remarquables de la surface du satellite ont été nommées d'après des emprunts aux divers mythes de la génèse du monde. On trouve ainsi : Faro (divinité soudanaise de l'eau), Ormazd (Iran), Izanami et Izanagi (couple primordial japonais), Qat (Mélanésie), Tirawa (Amérindiens)...
EXPLORATION
La première sonde spatiale à avoir pris des photographies de Rhéa fut Voyager 1, en novembre 1980. Rhéa a été survolé à plusieurs reprises par la sonde Cassini. Le 17 janvier 2006, la sonde a effectué un survol distant et a pris des photographies en meilleure résolution que précédemment et sous une lumière plus rasante. Ces images semblent indiquer que les raies de Rhéa sont des falaises de glace similaire à celles de Dioné. Rhéa a été imagé à plusieurs reprises à moyenne distance par Cassini. Un survol proche fut programmé pendant la mission primaire, à la distance de 500 km, le 26 novembre 2005. Un survol proche additionnel fut réalisé le 30 août 2007 à 5750 km de distance. Un dernier est prévu pour la mission étendue de Cassini, le 2 mars 2010, à 100 km d'altitude.
DONNÉES :
Diamètre : 1 529,0±4,0 km
Masse : 2,306518±0,000353 × 1021 kg
Demi-grand axe : 527 070 km
Périapside : 526 543 km
Inclinaison : 0,331° (par rapport au plan de Laplace de Saturne)
Période orbitale : 4,518 jours terrestres

Hypérion (S VII Hyperion) est une lune de Saturne découverte le 16 septembre 1848 par William Cranch Bond et son fils George Phillips Bond. Source : NASA / Illustration : NASA/JPL/Space Science Institute.
Deux jours plus tard, William Lassell le découvrit indépendamment. C'est ce dernier qui le baptisa, en l'honneur d'Hypérion, Titan de la lumière (un dieu solaire archaïque), fils de Gaïa et d'Uranus, père d'Hélios (le Soleil), Séléné (la Lune) et Éos (l'Aurore). Petite lune étrange de Saturne, sorte de mariage de glace et de roche, Hypérion est le seul objet du système solaire à suivre un mouvement chaotique autour de son astre. Cette vue en fausses couleurs d'Hypérion, la petite lune toute ébouriffée de Saturne de 280 kilomètres de diamètre, montre les variations de teintes à travers sa surface criblée d'une multitude d'impacts.
Pour créer cette vue, des photos dans l'ultraviolet, le vert et dans l'infrarouge ont été combinées en une seule image permettant d'isoler et de cartographier les différences régionales de couleur. Cette "carte en couleur" a ensuite été superposée à l'image réalisée en filtre clair qui préserve les luminosités relatives. Cette juxtaposition permet d'observer comment les couleurs changent à travers la surface d'Hypérion en fonction de ses caractéristiques géologiques. L'origine des variations de couleur n'est pas encore comprise, mais elles pourraient être dues à de subtiles différences dans la composition ou dans la taille des particules qui recouvrent la surface glacée de la lune (280 kilomètres). Les images utilisées pour créer cette vue ont été acquises par le téléobjectif de la sonde spatiale Cassini le 28 juin 2006 à une distance d'approximativement 294.000 kilomètres. La résolution est de 2 kilomètres par pixel.
C'est le plus grand corps céleste du système solaire dont la forme soit fortement irrégulière (Protée est certes plus grand, mais est quasiment sphérique). Il semble probable qu'Hypérion soit un fragment d'un objet plus grand ayant subi un impact dans un passé lointain. Le plus grand cratère mesure approximativement 120 km de diamètre, pour une profondeur de 10 km. Comme la plupart des lunes de Saturne, la faible densité d'Hypérion indique qu'il est principalement composé de glace avec une faible quantité de roche. Cependant, à la différence des autres lunes, Hypérion a un faible albédo (0,2 à 0,3), indiquant qu'il est couvert par une fine couche de matière sombre. Il se peut que ce soit de la matière provenant de Phobé (bien plus sombre) qui passa au-delà de Japet. Hypérion est plus rouge que Phobé, et sa couleur coïncide avec celle de la matière sombre de Japet.
Les images de Voyager 2 ainsi que les mesures ultérieures de photométrie terrestre indiquent que la rotation d'Hypérion est chaotique, c'est-à-dire que son axe de rotation varie si fortement que son orientation dans l'espace est impossible à prédire. Hypérion est le seul objet connu du système solaire dont la rotation soit chaotique, mais les simulations semblent indiquer que par le passé, d'autres satellites irréguliers ont eu un comportement similaire. Hypérion est unique par sa forme très irrégulière, son orbite très excentrique, et sa proximité avec une autre grande lune, Titan. Ces facteurs limitent les possibilités d'une rotation stable. La résonance orbitale 3:4 entre Titan et Hypérion a probablement également un impact sur la rotation chaotique du satellite. C'est en partie grâce au grand bras de levier fourni par sa forme irrégulière
que les perturbations gravitationnelles dues surtout à Titan réussissent à faire basculer de façon imprévisible son axe de rotation. La surface plus ou moins uniforme d'Hypérion est probablement due à sa rotation anormale, à la différence de la plupart des autres lunes de Saturne, qui ont des hémisphères avant et arrière très distincts.
DONNÉES :
Diamètre : 370 × 280 × 226 km
Masse : 1,1 × 1019 kg
Inclinaison : 0,568°
Distance à Saturne : 1 464 100 km
Période orbitale : 21,28 jours terrestres

Coquille de noix gelée de 1400 km de diamètre, arbore un bourrelet équatorial de 20 km de haut. À l'échelle de la Terre, elle culminerait à 100 km d'altitude. Les pôles devraient être aplatis... et ne le sont pas. Japet est un satellite naturel de Saturne, le troisième plus grand satellite de la planète par la taille. Il fut découvert en 1671 par Jean-Dominique Cassini.
Japet est principalement connu pour sa coloration, l'un de ses hémisphères étant particulièrement brillant tandis que l'autre est très sombre, mais la sonde Cassini a récemment dévoilé d'autres caractéristiques inhabituelles, comme une crête équatoriale qui fait court le long de la moitié du satellite.
CARACTÉRISTIQUES PHYSIQUES
Dimensions
Les mesures actuelles du diamètre de Japet suivant trois axes donnent 1494,2 × 1498 × 1425,2 km, avec un rayon moyen de 1472±2 km. Ces mesures pourraient cependant être imprécises à l'échelle du kilomètre car la totalité de la surface de la lune n'a pas été photographiée dans une résolution suffisamment élevée. À la différence de la plupart des satellites de taille comparable, Japet n'est ni sphérique, ni ellipsoïdal, mais possède un équateur protubérant et des pôles écrasés. De plus, la crête qui court le long de son équateur est tellement haute qu'elle déforme la forme de la lune, même à distance.
L'aplatissement de Japet correspondrait à une période de rotation de seulement de 10 heures, et non 79 jours comme observé. Il est possible que la forme de la lune ait été gelée par la formation d'une croûte épaisse peu après sa formation et que sa rotation ait été ralentie par la suite par les forces de marée de Saturne jusqu'à devenir synchrone.
Masse
La masse de Japet est estimée à 1,81×10 21 kg. Avec un rayon moyen de 736 km, la masse volumique du satellite n'est que de 1,08×10 3 kg/m³, proche de celle de l'eau. Une masse volumique aussi faible, similaire à celle de Rhéa, indique que le satellite est principalement composé de glace et d'une faible quantité de matière rocheuse (environ 20 %).
Coloration
Mosaïque d'images prises par la sonde Cassini, mettant en évidence l'hémisphère brillant de Japet ainsi qu'une partie de la région sombre, visible sur la droite de l'image. La différence de couleur entre les deux hémisphères de Japet est la caractéristique principale du satellite. L'hémisphère situé dans la direction du satellite, ainsi que ses côtés, sont très sombres (albédo compris entre 0,03 et 0,05) avec une légère coloration rouge-brune. L'hémisphère opposé à cette direction, ainsi que les pôles, sont très brillants (albédo de 0,5 à 0,6, presque aussi brillant qu'Europe). Ainsi, la magnitude apparente de l'hémisphère brillant atteint 10,2 et celle de l'hémisphère sombre de 11,9. Le motif de coloration est analogue à un symbole yin-yang sphérique ou aux deux sections d'une balle de tennis. La partie sombre est appelée Cassini Regio et la partie claire Roncevaux Terra.
En septembre 2007, la sonde Cassini a survolé Japet et a montré que les deux hémisphères sont fortement recouverts de cratères. à la limite entre Cassini Regio et Roncevaux Terra, la dichotomie entre les zones brillantes et sombres existe à très petite échelle, jusqu'à la limite de résolution de 30 m de l'appareil. Du matériau sombre recouvre les zones plates et du matériau clair est situé sur les pentes des cratères faisant face aux pôles, mais aucune nuance de gris n'est visible. Le matériau est une couche très fine, de quelques dizaines de centimètres par endroit selon le radar de Cassini et le fait que de petit impacts de météores l'ont traversé jusqu'à la glace sous-jacente. On pense que le matériau sombre actuel provient d'un résidu de la sublimation de la glace d'eau de la surface de Japet, peut-être noirci par exposition à la lumière du Soleil. À cause de sa période de rotation de 79 jours (égale à sa période de révolution, et la plus longue du système saturnien), Japet possède les écarts de température de surface les plus importants entre le jour et la nuit, sans même prendre en compte les différences de couleurs. Près de l'équateur l'absorption de chaleur par le matériau sombre élève la température à 128 K le jour dans Cassini Regio, à comparer aux 113 K de Roncevaux Terra . La glace se sublime donc de préférence sur Cassini et précipite sur Roncevaux et les pôles. À l'échelle géologique des temps, toute la glace à découvert de Cassini a disparu vers Roncevaux, amplifiant encore le phénomène. On estime qu'aux températures actuelles, sur un milliard d'années, Cassini perd environ 20 m de glace par sublimation, tandis que Roncevaux n'en perd que 10 cm, sans même prendre en compte les transferts de glace entre les deux régions.
L'origine du phénomène serait cependant extérieure à Japet. On pense que le matériau sombre originel proviendrait de débris arrachés à de petites lunes rétrogrades par des impacts de météorites et agrégées sur l'hémisphère de Japet situé dans le sens de sa révolution autour de Saturne. Le plus grand réservoir de matériau serait Phobé, la plus grande lune externe de Saturne. Bien que la composition de Phobé soit plus proche de celle de l'hémisphère brillant de Japet que de son côté sombre, cette poussière aurait déclenché le processus et aurait été ensuite obscurcie par la sublimation.
CRÊTE ÉQUATORIALE
Japet possède une crête équatoriale qui court au centre de Cassini Regio sur environ 1300 km de long, 20 km de large et 13 km de haut. Elle fut découverte sur les images prises par la sonde Cassini le 31 décembre 2004 à 123.000 km de distance. Certaines parties de la crête s'élèvent à plus de 20 km au-dessus des plaines avoisinantes. La crête forme un système complexe contenant des pics isolés, des segments de plus de 200 km de long et des sections contenant trois crêtes presque parallèles. Roncevaux Terra ne possède aucune crête, mais une série de pics isolés de 10 km de haut le long de l'équateur. La crête est fortement cratérisée, indiquant qu'elle est ancienne. L'origine de la crête n'est pas déterminée. Trois hypothèses principales ont été émises, mais aucune n'explique pourquoi elle est confinée à Cassini Regio :
1) Un groupe de chercheurs associés à la mission Cassini a émis l'hypothèse que la crête est un résidu de la forme oblongue de Japet, lorsque le satellite tournait plus vite sur lui-même qu'actuellement. La hauteur de la crête suggère une période de rotation maximale de 17 heures. Afin de refroidir Japet suffisamment rapidement pour préserver la crête et de le conserver suffisamment plastique pour que les forces de marée de Saturne ralentissent sa période de rotation à 79 jours, Japet a dû être réchauffé par la désintégration de l'aluminium-26. Cet isotope semble avoir été abondant dans la nébuleuse solaire à partir de laquelle le système solaire s'est formé, mais s'est désintégré depuis. La quantité d'aluminium-26 nécessaire pour chauffer Japet à la température requise implique qu'il s'est formé plus tôt que prévu, seulement deux millions d'années après le début de la formation des astéroïdes.
2) La crête pourrait être formée de matériau glacé remonté de sous la surface, puis solidifié.
3) Il a également été suggéré que Japet aurait pu posséder un anneau pendant sa formation, du fait de sa grande sphère de Hill, et que la crête résulte de l'accrétion de cet anneau. Cependant, la crête semble trop solide pour être le résultat de l'effondrement d'un anneau. En outre, des images récentes montrent des failles d'origine tectonique la traversant, ce qui semble incohérent avec cette hypothèse.
CRATÈRES
Japet possède de nombreux cratères d'impact et les images prises par Cassini ont mis en évidence de grands bassins d'impact dans la région sombre, dont au moins cinq font plus de 350 km de diamètre. Le plus grand mesure plus de 500 km ; son bord est extrêmement pentu et possède un escarpement de plus de 15 km de haut.
TEMPÉRATURE
La température de la surface de la région sombre atteint 130 K (-143,2°C) à l'équateur. Les surfaces claires absorbent moins de lumière solaire et la température n'y atteint qu'environ 100 K (-173,2°C).
ORBITE
L'orbite de Japet est assez inhabituelle. Bien qu'il soit la troisième plus grande lune de Saturne, Japet orbite beaucoup plus loinque le satellite majeur le plus proche, Titan. Son plan orbital est également le plus incliné des satellites réguliers ; seuls les satellites irréguliers externes, comme Phobé, possèdent des orbites plus inclinées. La cause en est inconnue.Du fait de cette orbite lointaine et inclinée, Japet est la seule lune importante de laquelle les anneaux de Saturne seraient clairement visibles ; depuis les autres satellites internes, ils seraient vus par la tranche. De Japet, Saturne mesurerait 1° 56' de diamètre (quatre fois la taille de la Lune vue de la Terre.
DONNÉES :
Diamètre : 1436 km
Masse : 15,9 x 1020 kg
Densité : 1,02 g/cm3
Distance à Saturne : 3 561 300 km, soit 59 rayons saturniens
Période orbitale : 79,3 jours terrestres

C.S.M. - PLANÈTE GAÏA > Juin > 2008 |
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La Forme de Japet a enfin été élucidée |
Le satellite de Saturne, qui arbore une forme de noix, vient de révéler ses secrets grâce à un modèle mis au point par la Nasa. Durant le refroidissement de Japet, sa surface se serait rétractée, formant ainsi la chaîne de montagnes le long de l'équateur.
Le mystère de la forme de Japet, l'un des plus étranges satellites de Saturne, vient probablement d'être percé ! Julie Castillo-Rogez et ses collègues de la Nasa ont développé un modèle qui rend compte de ses particularités. Selon leur scénario, la lune s'est aplatie dès sa naissance, alors qu'elle était chauffée par des éléments radioactifs à courte durée de vie, et soumise à une importante force centrifuge : sa période de rotation était alors inférieure à dix heures. Une différence de 33 kilomètres est ainsi apparue entre son rayon à l'équateur (747 km) et son rayon au pôle. Le satellite s'est ensuite refroidi en surface, puis figé dans sa forme légèrement aplatie. Sa rotation s'est alors rapidement ralentie sous l'effet de l'attraction exercée par Saturne : la planète a vraisemblablement induit des marées dans le cour chaud du satellite, le contraignant peu à peu à lui présenter toujours la même face (comme la Lune autour de la Terre) et allongeant sa période de révolution à 80 jours. La présence des éléments radioactifs supposée par le modèle conférerait au satellite un âge de 4,56 milliards d'années. Les chercheurs ont aussi avancé une hypothèse quant à l'apparition de l'étrange chaîne de montagnes, haute de 18 km, qui court le long de l'équateur de Japet, lui donnant l'aspect d'une noix.
Durant le refroidissement du satellite, la surface se serait rétractée, laissant l'excès de volume ressortir au niveau de l'équateur, là où les déformations étaient déjà maximales. Le prochain passage de la sonde Cassini à proximité de Japet, ce mois-ci, permettra sûrement d'en savoir plus.
J.L. - SCIENCE & VIE > Septembre > 2007 |
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