Ces anneaux incroyablement beaux ont été découverts pour la première fois sur Saturne. Cela a été réalisé au XVIIe siècle par les grands astronomes Huygens et Galilée, qui ont vu dans leurs télescopes un large anneau autour du géant. Au 19ème siècle, l'astrophysicien russe A. Belopolsky et le physicien anglais J. Maxwell ont pu prouver que l'anneau, qui semblait solide dans les télescopes, ne pouvait pas l'être. Une étude ultérieure a montré que Saturne est bien une planète avec des anneaux.
Anneaux de Saturne
Au début, les anneaux ont suscité l'admiration et la surprise, mais leur étude ultérieure a montré qu'ils sont apparus pour une raison et qu'ils jouent un rôle important dans la formation des planètes et l'étude de l'Univers. Les scientifiques ont pu établir que les anneaux sont constitués d'un grand nombre de particules microscopiques et d'énormes blocs de glace et sont situés le long de l'équateur. Ils sont, selon les normes cosmiques, minces, de seulement quelques kilomètres, alors que leur largeur peut atteindre des centaines de kilomètres.
La planète aux anneaux n’a jamais cessé d’étonner les astronomes. Si l'on croyait initialement que Saturne n'avait que quatre anneaux, et qu'ils étaient désignés par les lettres latines A, B, C, D, un cinquième a ensuite été établi, situé à une plus grande distance de la planète que les autres. Il était désigné par la lettre E. Cependant, jusqu'à un certain temps, l'existence des anneaux D et E suscitait des doutes parmi les scientifiques.
Après la transmission des données par les stations interplanétaires américaines, les matériaux et les photographies des anneaux ont été étudiés en profondeur. Le sixième (F) a été découvert par la station Pioneer 11. Des images des anneaux E et D ont été envoyées par la station Voyager 1, ce qui a dissipé les doutes des scientifiques quant à leur existence.
Combien d’anneaux a Saturne ?
La planète aux anneaux attire de plus en plus l’attention. En continuant à les étudier, les scientifiques ont fait une découverte sensationnelle. Il s’est avéré qu’il n’y en a pas six, mais bien plus. Le nombre total n'a pas été établi, mais les astronomes suggèrent que ce nombre pourrait s'élever à un millier d'anneaux.
Comme le montrent les photographies envoyées par Voyager 2, les anneaux étroits sont constitués d'anneaux plus fins ou, comme on les appelle, de brins. Le plus intéressant est que tous n’ont pas la bonne forme. Il a été constaté que l'épaisseur de l'un des anneaux varie de 80 à 25 kilomètres.
Pourquoi les bagues se délaminent-elles ?
Comment expliquer cette structure en anneau ? Plusieurs hypothèses ont été émises, mais la plus intéressante est que la séparation des anneaux se produit en raison des forces gravitationnelles exercées par les satellites de Saturne, non seulement grands, mais aussi petits, qui ont été découverts relativement récemment à l'aide de vaisseaux spatiaux. Les astronomes ont remarqué la petite largeur de l’anneau F, par rapport aux autres, et ont suggéré qu’il était en quelque sorte lié aux satellites de la planète. D'après les calculs, il devrait y en avoir deux. L’un est à l’extérieur de l’anneau, l’autre à l’intérieur. On les appelait « bergers ». On pense que les satellites, agissant sur les particules, les repoussent.
Mystères de Saturne
Saturne est une planète dont les anneaux posent de nombreux mystères aux humains. Relativement récemment, les astronomes ont découvert ce qu'on appelle des rayons - des formations radiales qui pénètrent dans les anneaux sur des milliers de kilomètres. Ils tournent autour de la planète comme les rayons d’une roue autour d’un essieu. La question se pose immédiatement de savoir de quoi il s’agit. Ils ne peuvent pas être des composants d’anneaux, puisque leurs particules se trouvent à des distances différentes et se déplacent à des vitesses différentes. Cela conduirait à leur destruction rapide.
Après avoir étudié de nombreuses photographies et effectué des analyses, les scientifiques ont découvert que les rayons, avec la planète, font une révolution complète autour de l’axe de Saturne. Cela a permis de supposer qu'ils se trouvent à une certaine distance des anneaux et qu'ils sont maintenus par ceux-ci grâce à des forces électrostatiques. Ils se déplacent avec la planète sous l’influence du champ magnétique de la planète et, comme les anneaux, ils sont constitués de petites particules. Dans l'anneau F, un entrelacement de minces fils annulaires et des épaississements ont été trouvés. C'est le mystère de Saturne. Les astronomes ne peuvent pas encore expliquer pourquoi cela se produit. On suppose seulement que des forces électromagnétiques agissent sur eux.
Anneaux d'autres planètes
En 1977, lors de l'étude d'Uranus, des anneaux ont été découverts, ce qui a semé une certaine confusion chez les scientifiques, car jusqu'alors on croyait que seul Saturne présentait un tel phénomène. Les scientifiques ont commencé à réfléchir aux planètes possédant des anneaux. La station Voyager 1 a découvert un faible anneau près de Jupiter. Aujourd’hui, il est bien connu que toutes les planètes géantes gazeuses du système solaire en possèdent. Il existe quatre de ces planètes : Saturne, Jupiter, Neptune et Uranus. L’astéroïde Chariklo a été ajouté à cette liste et, selon plusieurs scientifiques, la lune de Saturne, Rhéa, en possèderait.
On pense que d’autres planètes sont également entourées d’anneaux. Mais on ne sait pas encore quelles planètes ont des anneaux. Les calculs de certains astronomes confirment leur existence à proximité de la planète naine Pluton. Mais jusqu’à présent, cela n’a pas été confirmé, comme c’est le cas pour le satellite de Rhéa.
Anneaux de Jupiter
Jupiter est une autre planète gazeuse géante dotée d’anneaux. Leur système est faible, constitué de poussière et comprend quatre composants : un tore épais de particules - le Halo, un anneau principal très fin et dense et deux anneaux faibles et larges, appelés anneaux de toile d'araignée. Les scientifiques suggèrent qu’ils sont formés à partir de poussière provenant des satellites de la planète. On suppose qu'il existe un autre anneau, mais il n'y a pas encore de confirmation.
Les anneaux de Neptune
La planète aux anneaux du système solaire est la géante gazeuse Neptune. Sa structure a été découverte relativement récemment et a été peu étudiée. Il est constitué de cinq composants formés de particules de glace recouvertes de silicates et d'un matériau à base de carbone encore inconnu. Les bagues s'appellent Adams, Le Verrier, Halo, Lascelles et Arago.
Un fait intéressant est que le premier anneau a été découvert par l'astronaute américain E. Guian. Mais plus tard, en faisant des observations, les astronomes ont remarqué qu'il n'était pas complet, ressemblant à des segments de piston. La planète entrait dans l’ombre à ce moment-là. La raison pour laquelle cela s’est produit reste incertaine. L'anneau le plus extérieur comporte cinq arcs. Leur origine est également floue. Les images de Voyager 2 ont révélé des anneaux plus faibles et dotés d'une structure massive.
Anneaux d'Uranus
Un système de 13 anneaux a été découvert autour de la planète, constitué de glace d'eau, de matière organique, de poussière et d'objets dont la taille varie de plusieurs dizaines de centimètres à 20 mètres. Ils sont extrêmement sombres, opaques et étroits. Vraisemblablement, il existe de légers anneaux de poussière et des arcs entre les principaux composants du système. On pense que le système s’est formé à partir de la collision de satellites que la planète possédait auparavant.
La semaine dernière, la sonde Cassini a entamé la dernière partie de son programme scientifique : la plongée entre les anneaux de Saturne. Les 20 premières plongées dans le plan des anneaux auront lieu loin de la géante gazeuse, au-delà de l'anneau F, puis, après une manœuvre gravitationnelle, l'appareil se déplacera sur des orbites très proches de la planète. D'ici la mi-septembre 2017, Cassini entrera dans les couches denses de l'atmosphère et achèvera sa mission pluriannuelle. Pour marquer le lancement de ce programme de recherche dangereux mais très intéressant, nous avons préparé un guide des anneaux de Saturne, qui vous aidera à comprendre ce que l'appareil va étudier.
Tout le monde sait que Saturne, la sixième planète à partir du Soleil et la deuxième plus grande après Jupiter, possède le système d'anneaux le plus luxueux (lire : développé et massif) de tout le système solaire. Bien entendu, d’autres planètes ont également des anneaux, par exemple Jupiter et Neptune, et les physiciens prédisent que d’ici 20 à 40 millions d’années, Mars en aura également. Mais tous ces anneaux ne peuvent être comparés à ceux de Saturne. Le système d'anneaux principal (C, B, A) à lui seul mesure 60 000 kilomètres de large, ce qui équivaut au rayon de la planète. Avec les anneaux les plus faibles, il s'étend sur plus de 12 millions de kilomètres. Nous parlerons plus en détail un peu plus tard des anneaux de Saturne les plus grands et les plus éloignés.
Tout d’abord, parlons un peu du nom des anneaux de Saturne. Les principaux systèmes étaient nommés en lettres latines dans l'ordre de leur découverte. C'est pourquoi, en partant des couches supérieures de l'atmosphère, les anneaux sont situés ainsi : D, C, B, A, F, G, E. De plus, il existe des anneaux nommés d'après les satellites de la planète : Janus-Epitmetheus et Phoebé. Répondre à la question de savoir combien d’anneaux possède Saturne n’est pas facile – cela dépend de la façon dont vous les regardez. Par exemple, avec un télescope au sol, vous verrez très probablement quelques anneaux, mais Cassini peut facilement discerner les espaces à l'intérieur des grands anneaux et compter des dizaines de formations. Une trentaine d’entre eux portent leur propre nom.
Il existe différentes théories sur l’origine et l’âge des bagues. Certains suggèrent que les anneaux n’ont que 100 millions d’années, soit environ deux pour cent de l’âge du système solaire. Dans d'autres versions, les anneaux peuvent avoir le même âge que Saturne lui-même. Une théorie courante est que les anneaux étaient autrefois un satellite relativement grand dont l'orbite était trop proche de la planète. Cela a conduit à sa destruction par la gravité de Saturne. La masse totale de matière contenue dans les anneaux de la planète est estimée à 3×10 19 kilogrammes, soit mille fois moins que la masse de la Lune terrestre. Les anneaux sont majoritairement constitués de glace, mais la composition des autres composants, notamment ceux qui leur donnent leur teinte rose orangé, est encore inconnue.
Anneau en D
Anneau en D (faible)
Commençons par l'anneau le plus proche de Saturne - D. Malgré le fait qu'il soit assez sombre et n'appartienne pas au système d'anneaux principal, sa proximité avec le géant crée des motifs inhabituels. Le bord intérieur de l'anneau est situé à environ sept mille kilomètres des nuages de la planète : à l'échelle terrestre, il ne serait situé que deux fois plus haut que l'ISS, soit à 800 kilomètres au-dessus de la surface. La largeur de l'anneau est de 7,5 mille kilomètres. En s'en approchant en 1980, Voyager 1 y a remarqué plusieurs anneaux distincts qui, après un examen plus approfondi, se sont révélés être des vagues. Il convient de noter que l'épaisseur des anneaux est faible, surtout par rapport à la largeur - dans de nombreux cas, elle ne dépasse pas plusieurs mètres. La hauteur des vagues variait entre deux et vingt mètres. Les physiciens affirment que la source des ondes est une perturbation gravitationnelle, provenant par exemple du passage d'une comète - quelque chose de similaire a été observé plus tard dans les anneaux de Jupiter après la chute de la comète Shoemaker-Levy 9.
Anneau en C
Région intérieure de l'anneau en C. Juste à droite du centre se trouve le Colombo Gap.
Immédiatement après l'anneau en D se trouve l'anneau en C brillant, large de 17,5 mille kilomètres. Il a été découvert en 1850 par les astronomes américains William et George Bonds. Comme D, des ondes provenant d’influences gravitationnelles y ont également été observées. L'anneau C contient 1/3 000 de la masse totale de matériaux fragmentaires des anneaux de Saturne. Parmi les structures internes, on peut souligner le Colombo Gap, à l'intérieur duquel se trouve un petit anneau qui est en résonance orbitale avec Titan (la plus grande lune de Saturne). La largeur de l'écart est d'environ 150 kilomètres. En plus de cela, il y a trois autres "lacunes" plus petites dans le ring - Maxwell, Bond et Davis
Apporter
Bord extérieur de l'anneau B
Vient ensuite le plus brillant et le plus massif de tous les anneaux de Saturne - B. En termes de masse totale, il est comparable à Mimas (le septième plus grand satellite de la planète) et l'épaisseur de l'objet varie de cinq à quinze mètres. La largeur de l'anneau B atteint 25,5 mille kilomètres, soit environ un tiers du diamètre de Saturne. À l'intérieur, d'ailleurs, se trouve le satellite le plus proche du géant, qui n'a pas encore reçu de nom trivial - S/2009 S 1.
La caractéristique la plus remarquable de l’anneau B réside dans les formations verticales sur son bord extérieur. Ils mesurent plus de 2,5 kilomètres de hauteur. Cassini les a remarqués grâce aux longues ombres qu'ils projettent lors de l'équinoxe saturnien.
Écart de Cassini
Sur la droite se trouve la région extérieure de l'anneau B. L'espace noir au centre est l'espace de Huygens avec un anneau de Huygens brillant à l'intérieur, qui fait partie de la division Cassini. Le côté gauche de l'image fait également référence à la division
Entre les anneaux B et A se trouve l'une des structures les plus expressives du système : le Cassini Gap (ou Divide). Il est accessible pour l'observation depuis la Terre avec des télescopes amateurs supérieurs à la moyenne. Sa largeur est de 4,5 mille kilomètres, comparable à la largeur de l'anneau en D. L'objet a été découvert au XVIIe siècle par l'astronome français d'origine italienne Giovanni Dominico Cassini. Les observations avec Voyager 1 ont montré qu'il y avait à l'intérieur de l'espace un matériau qui ressemble au matériau de l'anneau C, ainsi que de « vrais » espaces (par exemple, l'espace Huygens de 300 kilomètres).
Un anneau
Espace Encke dans l'anneau A
À une distance de plus de 60 000 kilomètres de la surface de Saturne se trouve l'anneau A, le plus extérieur du système d'anneaux principal. Il est plus sombre que l'anneau B et 7 fois plus léger. La largeur de l'objet est de 14,6 mille kilomètres et son épaisseur de 10 à 30 mètres. On pense qu'il s'agit de l'un des anneaux les plus jeunes de Saturne - cela est dû à la répartition inégale de la température qui y règne.
À l’intérieur de l’anneau A se trouvent plusieurs satellites relativement grands : le Pan de 20 kilomètres, le Daphnis de 7 kilomètres et l’Atlas de 32 kilomètres. Leur influence gravitationnelle façonne les bords de l'objet. Comme l'intérieur d'autres anneaux, il présente de grandes lacunes, par exemple la brèche d'Encke, longue de 325 kilomètres.
Anneau F
F-Ring et Prométhée
À une distance de 2,6 mille kilomètres du bord extérieur de l'anneau A et à 140 mille kilomètres du centre de Saturne, se trouve l'anneau le plus variable de Saturne, l'anneau F. Avec une largeur de seulement 30 à 500 kilomètres, il attire. l'attention des astronomes comme un système dynamique inhabituel. L’anneau F est maintenu gravitationnellement par les lunes « bergers » : Prométhée et Pandore. Selon une théorie, cela s’est produit lors de la destruction partielle de deux satellites entrés en collision, qui sont alors devenus des « bergers ». De plus, un autre petit satellite a été découvert à l’intérieur de cet anneau, introduisant des complications supplémentaires dans la dynamique de l’objet.
Bague Janus-Épiméthée
Bague Janus-Epiméthée marquée d'une croix
L'anneau F est suivi d'un objet très faible, l'anneau Janus-Epiméthée. C'est remarquable à bien des égards car c'est grâce à Cassini. C'est à travers l'anneau Janus-Épiméthée que l'appareil a récemment survolé, étudiant la composition et la taille des particules qui s'y trouvent. D'ailleurs, la prochaine « plongée » est prévue pour le 11 décembre 2016.
Les planètes géantes Jupiter, Saturne et Uranus possèdent des anneaux. L'anneau de Saturne a été découvert pour la première fois par le scientifique néerlandais Huygens en 1656, bien que plus tôt encore, Galilée, observant Saturne à travers son faible télescope, ait découvert que cette planète était entourée de quelque chose. L'étude de Saturne a montré que l'anneau ne touche nulle part la surface de la planète, il est constitué de plusieurs anneaux imbriqués les uns dans les autres et séparés par des espaces.
Les anneaux ne sont pas continus, mais sont constitués de particules individuelles, grandes et petites, qui, comme les satellites, tournent autour de la planète, formant collectivement des anneaux. Les anneaux intérieurs tournent autour de la planète à une vitesse plus rapide que les anneaux extérieurs. Les scientifiques ont calculé ces vitesses, et il s'est avéré que c'est ainsi que tourneraient les satellites de Saturne, c'est-à-dire Conformément aux lois de Kepler, l'axe de Saturne est incliné par rapport au plan de son orbite, c'est pourquoi un changement dans l'apparence de l'anneau est observé dans le télescope. Pour Galilée, ces anneaux ressemblaient à des sortes de « oreilles » mystérieuses.
La présence d'un anneau sur Jupiter a été prédite en 1960 par le scientifique S.K. Vsekhsvyatsky, et en 1979 elle a été photographiée par la station américaine Voyager. L'anneau de Jupiter est très fin et se compose de petites roches et de poussière. Il fait face à la Terre par la tranche et n'est donc pas visible depuis la Terre. Uranus a des anneaux très fins qui ne sont pas visibles au télescope. Avec l'aide du Voyager, ils ont découvert 11 anneaux clairs et plusieurs anneaux flous, dits diffus. Les recherches sur les satellites et les anneaux de planètes lointaines se poursuivront dans le futur et apporteront certainement beaucoup de choses intéressantes.
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