Données astronomiques de base

Saturne tourne autour du Soleil à une distance moyenne de 1 427 000 000 km (887 millions de miles) ). Sa distance la plus proche de la Terre est d’environ 1,2 milliard de km (746 millions de miles), et son angle de phase – l’angle qu’il fait avec le Soleil et la Terre – ne dépasse jamais environ 6 °. Saturne vue du voisinage de la Terre apparaît donc toujours presque entièrement éclairée. Seules les sondes de l’espace lointain peuvent fournir des vues latérales et rétroéclairées.

Comme Jupiter et la plupart des autres planètes, Saturne a une orbite régulière, c’est-à-dire que son mouvement autour du Soleil est progressif (dans la même direction que le Soleil tourne) et a une petite excentricité (non-circulaire) et une inclinaison par rapport à l’écliptique, le plan de l’orbite terrestre. Contrairement à Jupiter, cependant, l’axe de rotation de Saturne est sensiblement incliné – de 26,7 ° – par rapport à son plan orbital. L’inclinaison donne des saisons à Saturne, comme sur Terre, mais chaque saison dure plus de sept ans. Un autre résultat est que les anneaux de Saturne, qui se trouvent dans le plan de son équateur, sont présentés aux observateurs sur Terre à des angles d’ouverture allant de 0 ° (bord sur) à près de 30 °. La vue des anneaux de Saturne se déroule sur une période de 30 ans. Les observateurs terrestres peuvent voir le côté nord ensoleillé des anneaux pendant environ 15 ans, puis, dans une vue analogue, le côté sud ensoleillé pendant les 15 prochaines années. Dans les courts intervalles où la Terre traverse le plan de l’anneau, les anneaux sont pratiquement invisibles.

La période de rotation de Saturne était très difficile à déterminer. Les mouvements des nuages dans sa haute atmosphère massive tracent une variété de périodes, qui sont aussi courtes qu’environ 10 heures 10 minutes près de l’équateur et augmentent avec une certaine oscillation jusqu’à environ 30 minutes de plus à des latitudes supérieures à 40 °. Les scientifiques ont tenté de déterminer la période de rotation de l’intérieur profond de Saturne à partir de celle de son champ magnétique, qui est présumé être enraciné dans le noyau externe d’hydrogène métallique de la planète. Cependant, la mesure directe de la rotation du champ était difficile car le champ est très symétrique autour de l’axe de rotation. Au moment des rencontres avec Voyager, les explosions radio de Saturne, apparemment liées à de petites irrégularités dans le champ magnétique, ont montré une période de 10 heures 39,4 minutes; cette valeur a été considérée comme la période de rotation du champ magnétique. Des mesures effectuées 25 ans plus tard par le vaisseau spatial Cassini ont indiqué que le champ tournait avec une période de 6 à 7 minutes de plus. On croyait que le vent solaire était responsable d’une partie de la différence entre ces deux mesures de la période de rotation. La période de rotation n’a été mesurée avec précision que lorsque Cassini a volé à l’intérieur des anneaux de Saturne sur ses orbites finales. En reliant les ondes observées dans les anneaux à de légères variations du champ gravitationnel de Saturne, la période de rotation de la planète a été déterminée à 10 heures 33 minutes 38 secondes. Les différences de temps entre les périodes de rotation des nuages de Saturne et de son intérieur ont été utilisées pour estimer les vitesses du vent (voir ci-dessous L’atmosphère).

Parce que les quatre planètes géantes n’ont pas de surface solide dans leurs couches extérieures, par convention les valeurs du rayon et de la gravité de ces planètes sont calculées au niveau auquel s’exerce un bar de pression atmosphérique. Selon cette mesure, le diamètre équatorial de Saturne est de 120 536 km (74 898 milles). En comparaison, son diamètre polaire n’est que de 108 728 km (67 560 miles), soit 10% plus petit, ce qui fait de Saturne la plus aplatie (aplatie aux pôles) de toutes les planètes du système solaire. Sa forme aplatie est apparente même dans un petit télescope. Même si Saturne tourne légèrement plus lentement que Jupiter, elle est plus aplatie parce que son accélération de rotation annule une plus grande fraction de la gravité de la planète à l’équateur. La gravité équatoriale de la planète, 896 cm (29,4 pieds) par seconde par seconde, ne représente que 74% de sa gravité polaire. Saturne est 95 fois plus massive que la Terre mais occupe un volume 766 fois plus grand. Sa densité moyenne de 0,69 gramme par cm cube n’est donc que de 12% environ de celle de la Terre. La vitesse de fuite équatoriale de Saturne – la vitesse nécessaire à un objet, qui comprend des atomes et des molécules individuels, pour échapper à l’attraction gravitationnelle de la planète à l’équateur sans avoir à être davantage accélérée – est de près de 36 km par seconde (80 000 miles par heure) à l’un -bar, contre 11,2 km par seconde (25 000 miles par heure) pour la Terre. Cette valeur élevée indique qu’il n’y a pas eu de perte d’atmosphère significative de Saturne depuis sa formation. Pour des données orbitales et physiques supplémentaires, consultez le tableau.