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12 : Les anneaux, les lunes et Pluton

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    « Notre imagination est toujours loin d'anticiper la beauté que nous trouvons dans la nature. » —La géologue Laurence Soderblom parle de la rencontre entre Voyager et les lunes de Neptune en 1989

    Les quatre planètes géantes sont accompagnées de lunes qui orbitent autour d'elles, comme des planètes d'un système solaire miniature. Près de 200 lunes sont connues dans le système solaire externe, trop nombreuses pour être nommées individuellement ou discutées en détail. Les astronomes s'attendent à ce que d'autres petites lunes soient découvertes à l'avenir. Nous avons également découvert une variété fascinante d'anneaux autour de chacune des planètes joviennes.

    Avant les missions Voyager, même les plus grandes lunes de la planète n'étaient que des points lumineux de nos télescopes. Puis, en moins d'une décennie, nous avons eu des images rapprochées, et ces lunes sont devenues pour nous des mondes individuels, chacun avec des caractéristiques et des particularités uniques. La mission Galileo a considérablement enrichi notre connaissance des lunes de Jupiter, et la mission Cassini a fait de même pour le système Saturne. En 2015, la sonde New Horizons de la NASA a achevé l'exploration initiale des planètes « classiques » du système solaire en survolant Pluton et ses lunes. Nous incluons Pluton ici parce que, d'une certaine manière, elle ressemble à certaines des plus grandes lunes du système solaire externe. Chaque nouvelle mission spatiale a révélé de nombreuses surprises, car les objets de l'extérieur du système solaire sont beaucoup plus variés et plus actifs sur le plan géologique que ne l'avaient prévu les scientifiques.

    • 12.1 : Introduction des systèmes d'anneaux et de lunes
      Les quatre planètes joviennes sont accompagnées d'impressionnants systèmes de lunes et d'anneaux. Près de 200 lunes ont été découvertes dans le système solaire externe. Parmi les quatre systèmes annulaires, celui de Saturne est le plus grand et se compose principalement de glace d'eau ; en revanche, Uranus et Neptune ont des anneaux étroits de matière sombre, et Jupiter possède un anneau de poussière ténu.
    • 12.2 : Les lunes gaïléennes de Jupiter
      Les plus grandes lunes de Jupiter sont Ganymède et Callisto, deux objets de faible densité composés de plus de la moitié de la glace d'eau. Callisto possède une ancienne surface cratérisée, tandis que Ganymède montre des preuves d'une activité tectonique et volcanique étendue, qui a persisté il y a peut-être un milliard d'années. Io et Europa sont plus denses et plus petits, chacun ayant à peu près la taille de notre Lune. Io est l'objet volcaniquement le plus actif du système solaire.
    • 12.3 : Titan et Triton
      Titan, la lune de Saturne, possède une atmosphère plus épaisse que celle de la Terre. Il existe des lacs et des rivières remplis d'hydrocarbures liquides et des preuves d'un cycle d'évaporation, de condensation et de retour à la surface similaire au cycle de l'eau sur Terre (mais avec du méthane et de l'éthane liquides). L'atterrisseur Cassini-Huygens s'est posé sur Titan et a montré une scène avec des rochers, faits de glace d'eau, gelés plus durement que de la roche. Triton, la lune froide de Neptune, possède une atmosphère très mince et des geysers d'azote.
    • 12.4 : Pluton et Charon
      Pluton et Charon ont été révélés par la sonde New Horizons comme étant deux des objets les plus fascinants du système solaire externe. Pluton est petite (planète naine) mais étonnamment active, avec des zones contrastées de terrain sombre en cratères, des bassins de glace azotée de couleur claire et des montagnes d'eau gelée qui peuvent flotter dans la glace azotée. Même Charon, la plus grande lune de Pluton, montre des signes d'activité géologique. Pluton et Charon se révèlent beaucoup plus dynamiques.
    • 12.5 : Anneaux planétaires
      Les anneaux sont composés d'un grand nombre de particules individuelles orbitant si près d'une planète que ses forces gravitationnelles auraient pu séparer de plus gros morceaux ou empêcher de petits morceaux de se rassembler. Les anneaux de Saturne sont larges, plats et presque continus, à l'exception de quelques trous. Les particules sont principalement de la glace d'eau, avec des dimensions typiques de quelques centimètres. Encelade fait aujourd'hui éclater des geysers d'eau pour maintenir le fragile anneau E, composé de très petits cristaux de glace.
    • 12.E : Anneaux, lunes et Pluton (exercices)

    Vignette : Ce montage, assemblé à partir d'images individuelles de Galilée et de Voyager, montre un « portrait de famille » de Jupiter (avec sa tache rouge géante) et de ses quatre grandes lunes. De haut en bas, nous voyons Io, Europa, Ganymède et Callisto. Les couleurs sont exagérées par le traitement de l'image pour accentuer les contrastes. (source : modification des travaux de la NASA).