D’après des mesures sur le champ gravitationnel, Saturne doit posséder un noyau solide de 15 000 km de rayon dont la masse serait comprise entre 10 et 20 masses terrestres. Ce noyau doit être composé de silicates et de métaux. A la différence de Jupiter, ce noyau ne fournit pas l’énergie de la planète, c’est de l’hélium dans l’atmosphère immédiate du noyau qui " ruisselle " sur de l’hydrogène densifié par la pression.

L’atmosphère

L’atmosphère saturnienne se compose de quatre couches différentes plus un tore d’hydrogène dans le plan équatorial de la planète, on trouve en partant de l’extérieur de la planète :
    - une couche de 30 000 kilomètres faite à 93% d’hydrogène et 7% d’hélium. Il y aussi pléthore d’éléments mineurs qui constituaient la nébuleuse dans laquelle le système solaire a vu le jour,
    - une couche hétérogène de 5000 kilomètres d’épaisseur, constituée d’hydrogène dense, sur lequel l’hélium glisse en pluie vers le centre de la planète, en fournissant de l’énergie gravitationnelle,
    - Enfin une couche de 10 000 à 12 000 kilomètres formée d’hydrogène et d’hélium.
    Saturne possède aussi ses nuages, ses cirrus ammoniaqués, et aussi ses phénomènes atmosphériques portant des noms évocateurs ; la Grande Berthe, les Taches brunes, la Tache d’Anne...

Anneaux

Les anneaux ont été observés par Galilée en 1610, mais la faiblesse des instruments de l’époque, ne lui permettait pas de savoir vraiment ce qu’ils étaient. Les anneaux sont en fait composés de milliards de cailloux de tailles variables ; de 1 m m(un millionième de mètre) à 1 km ! On compte plus de 95 anneaux séparés par des interstices vides. Pourquoi? C’est la gravitation qui est responsable de ces vides à cause d’interactions complexes. On peut se demander aussi pourquoi ce sont des anneaux et non pas des satellites qu’on observe autour des grandes planètes (Jupiter, Uranus, Saturne) ; l’explication a été fournie depuis le XIX^ème siècle par Edouard Roche : les forces de gravitation créées par la planète sur les satellites sont plus fortes que celle qui maintiennent leur cohésion, ils explosent donc en milliers de morceaux. Il existe aussi des orages magnétiques dans ces anneaux qui modifient en partie leurs structures. L’analyse des couleurs des anneaux révèle qu’ils sont recouverts de glace ou de givre.
    Les anneaux forment un système complexe intéressant scientifiquement pour l’étude des galaxies et surtout intéressant esthétiquement pour notre propre plaisir !

Les satellites

Saturne compte 18 satellites. Là encore la diversité les marque ; Titan (le plus gros : 2575 kilomètres de rayon ) est le seul du système solaire à posséder une atmosphère, d’autres ont des orbites qui délimitent les anneaux, enfin Hypérion a une période de rotation variable...
    Titan a une densité de 1,9. Il est sans doute composé de glaces et de silicates, il a une surface nuageuse. La majorité des satellites est composée de glaces et de silicates, pour Encelade il s’agit exclusivement de glaces. Tous ces satellites possèdent une température de surface de -200° C.
    On peut classer ces satellites par leurs tailles :
    - dix satellites de petite taille,
    - six de taille intermédiaire,
    - un de grosse taille, Titan.
    On peut distinguer deux catégories dans les petits satellites ; les huit " internes " ; blocs de glaces cratérisés, et deux " lointains " Hypérion et Japet. Hypérion ressemble beaucoup aux autres. Phoebé est probablement un astéroïde capturé par Saturne et de plus il a une structure sphérique énigmatique.
    Les satellites de taille intermédiaire ont eux aussi leurs mystères ; Mimas de 392 kilomètres de diamètre possède un cratère, Herschel, large de 130 kilomètres soit un tiers de son diamètre !
    Encelade ( 500 kilomètres de diamètre) nous montre des terrains renouvelés alors que son énergie interne est nulle. Personne ne connaît le processus qui lui a permis de renouveler ses terrains.
    Thétys (1060 kilomètres de diamètre) possède une partie ancienne criblée de cratères et une partie récente ( - de 4 milliards d’années) . Ici il n’y a plus de problème pour l’énergie puisque le diamètre deux fois plus important permet une production d’énergie suffisante.
    Dioné ( 1120 kilomètres de diamètre) a lui aussi des terrains jeunes, peu cratérisés.
    Rhéa ( 1530 kilomètres de diamètre) est quant à lui entièrement criblé de cratères.
    Japet ( 1460 kilomètres de diamètre) présente deux hémisphères opposés ; l’un noir et l’autre plus clair, l’explication n’est pas encore connue ; volcanisme de méthane ? Ou couche de poussière ?
    Titan est un monde à lui tout seul, diamètre (5150 kilomètres) compris entre celui de Mercure et de Mars, atmosphère (faite essentiellement d’azote) qui provoque une pression de 1500 hectopascals... La couche nuageuse orangée de Titan nous cache sa surface. On sait seulement que celui-ci est composé de glaces, que des phénomènes météorologiques complexes s’y déroulent sous forme de pluie de méthane. On suppose qu’il y a du méthane sous forme liquide à sa surface dont la température est de -178°C.

Saturne en chiffres

Rayon : 60 268 kilomètres (9,5 rayons terrestres)
Masse : 5,7.10²⁶ kilogrammes (95 masses terrestres)
Densité : 0,7 ( 5,52 pour la Terre)
Jour saturnien : 10,2 heures
Année saturnienne : 29,5 ans
Distance au Soleil : 9,54 ua ou 1,42 .10⁹ kilomètres
Satellites : 18

Gilles PERROUIN