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12.1 : Introduction des systèmes d'anneaux et de lunes

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    Objectifs d'apprentissage

    À la fin de cette section, vous serez en mesure de :

    • Nommez les principales lunes de chacune des planètes joviennes
    • Décrire la composition de base du système d'anneaux de chaque planète jovienne

    Les anneaux et les lunes (voir les lunes sur la figure\(\PageIndex{1}\)) du système solaire extérieur ne sont pas composés des mêmes matériaux que les objets principalement rocheux du système solaire intérieur. Il faut s'y attendre, car elles se sont formées dans des régions où les températures sont plus basses, suffisamment froides pour que de grandes quantités de glace d'eau soient disponibles comme matériaux de construction. La plupart de ces objets contiennent également des composés organiques sombres mélangés à leur glace et à leur roche. Ne soyez donc pas surpris de constater que de nombreux objets des systèmes des anneaux et des lunes sont à la fois glacés et sombres.

    Environ un tiers des lunes du système solaire externe se trouvent sur des orbites directes ou régulières, c'est-à-dire qu'elles tournent autour de leur planète mère d'ouest en est et dans le plan de l'équateur de la planète. La plupart sont des lunes irrégulières qui orbitent dans une direction rétrograde e (est-ouest) ou qui ont des orbites à forte excentricité (plus elliptique que circulaire) ou à forte inclinaison (se déplaçant dans et hors du plan équatorial de la planète). Ces lunes irrégulières sont pour la plupart situées relativement loin de leur planète ; elles se sont probablement formées ailleurs et ont ensuite été capturées par la planète sur laquelle elles orbitent actuellement. (Peut-être que le fait qu'ils ne soient pas nés dans la région excusera leur mauvaise conduite.)

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    Figure\(\PageIndex{1}\) : Les lunes du système solaire. Cette image montre certaines lunes de notre système solaire et leur comparaison avec la taille de la Lune de la Terre et de la Terre elle-même.

    Le système Jupiter

    Jupiter possède 67 lunes connues (c'est le nombre au moment où nous écrivons) et un anneau faible. Il s'agit notamment de quatre grandes lunes, Callisto, Ganymède, Europa et Io (voir la figure du chapitre), découvertes en 1610 par Galilée et donc souvent appelées lunes galiléennes. Les plus petites d'entre elles, Europa et Io, ont à peu près la taille de notre Lune, tandis que les plus grandes, Ganymède et Callisto, ont à peu près la même taille que la planète Mercure. La plupart des lunes de Jupiter sont beaucoup plus petites. La plupart se trouvent sur des orbites rétrogrades à plus de 20 millions de kilomètres de Jupiter ; il s'agit très probablement de petits astéroïdes capturés.

    Le système Saturn

    Saturne possède au moins 82 lunes connues en plus d'un magnifique ensemble d'anneaux. La plus grande des lunes, Titan, est presque aussi grande que Ganymède dans le système de Jupiter, et c'est la seule lune à avoir une atmosphère importante et des lacs ou des mers d'hydrocarbures liquides (tels que du méthane et de l'éthane) à sa surface. Saturne possède six autres grandes lunes régulières d'un diamètre compris entre 400 et 1 600 kilomètres, une collection de petites lunes orbitant à l'intérieur ou à proximité des anneaux, et de nombreuses lunes errantes capturées similaires à celles de Jupiter. Mystérieusement, l'une des plus petites lunes de Saturne, Encelade, possède des geysers d'eau actifs qui sont expulsés dans l'espace.

    Les anneaux de Saturne, l'un des sites les plus impressionnants du système solaire, sont larges et plats, avec quelques trous majeurs et de nombreux trous mineurs. Ils ne sont pas solides, mais constituent plutôt une énorme collection de fragments de glace, tous orbitant autour de l'équateur de Saturne selon un schéma de circulation qui simplifie les heures de pointe dans une grande ville en comparaison. Les particules annulaires individuelles sont principalement composées de glace d'eau et ont généralement la taille de balles de ping-pong, de balles de tennis et de ballons de basket.

    Le système Uranus

    Le système de l'anneau et de la lune d'Uranus est incliné à 98°, tout comme la planète elle-même. Il se compose de 11 anneaux et de 27 lunes actuellement connues. Les cinq plus grandes lunes sont de taille similaire aux six lunes normales de Saturne, avec des diamètres de 500 à 1600 kilomètres. Découverts en 1977, les anneaux d'Uranus sont d'étroits rubans de matière sombre séparés par de larges espaces. Les astronomes supposent que les particules annulaires sont confinées à ces trajectoires étroites par les effets gravitationnels de nombreuses petites lunes, dont beaucoup ne sont pas encore aperçues.

    Le système Neptune

    Neptune possède 14 lunes connues. La plus intéressante d'entre elles est Triton, une lune relativement grande sur une orbite rétrograde, ce qui est inhabituel. L'atmosphère de Triton est très mince, et des éruptions actives y ont été découvertes par Voyager lors de son survol en 1989. Pour expliquer ses caractéristiques inhabituelles, des astronomes ont suggéré que Triton pourrait avoir pris naissance au-delà du système Neptune, sous la forme d'une planète naine comme Pluton. Les anneaux de Neptune sont étroits et pâles. Comme ceux d'Uranus, ils sont composés de matériaux sombres et ne sont donc pas faciles à voir.

    Résumé

    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.