Titan, Saturne et les autres.

Lancée en octobre 1997, la sonde américaine Cassini tourne encore autour de Saturne et de ses nombreux satellites depuis 2004.

Un an plus tard, l'atterrisseur européen Huygens qu'elle convoyait s'était posé sur son plus gros satellite Titan, doté d'une atmosphère proche de celle de la Terre.

Pression: 1,5 bar pour une atmosphère faite à 95% d'azote contre 1 bar et 80% d'azote pour notre planète.

Pas d'oxygène pour Titan, mais plutôt des hydro-carbures et des traces de CO2...

Tout au long de sa descente historique vers le sol de Titan, elle offrit alors au monde entier d'extra-ordinaires images de paysages à base de lacs, d'îles, de "rivières", de côtes escarpées avec, à la place de l'eau comme sur Terre, du méthane en guise d'étendues liquides.

Des micros installés sur la sonde permettaient même d''entendre ce qui se passait durant la descente.

C'était la première fois qu'on assistait à un tel spectacle.

20/20 pour CNN- zéro pointé pour LCI.

Pour l'anecdote, je me souviens avoir dû regarder CNN pour pouvoir contempler en direct les images de cette sonde européenne, alors qu'au même moment, sur LCI, on ne parlait que politique française et faits divers sordides....

Comment s'étonner alors du manque d'intérêt et de connaissances des français, jeunes et moins jeunes,  pour les domaines scientifiques...

Vue aérienne de Titan, comme si on y était.

Les "lacs" de méthane de Titan

Vidéo de la descente ci-dessous:

( le bruit de fond est celui obtenu par les micros, 

l'ajout d'une nouvelle image est signalée à chaque fois par un autre son)

Pour entendre le son de la descente seul, voir cette vidéo:

A t = 1 min 14s, on entend le son tel qu'il a été enregistré lors de la descente.

Comme si on était accroché à la sonde (température: - 180°C)

Retour vers Cassini

Depuis toutes ces années, la sonde Cassini continue de tourner inlassablement autour de Saturne.

En mai 2012, sa trajectoire a été modifiée pour qu'elle puisse observer les pôles de Saturne, la géante gazeuse à la densité globale inférieure à 1 (de sorte que si on pouvait la mettre dans une gigantesque bassine pleine d'eau, Saturne flotterait comme un bouchon)

Pôle sud de Saturne (en fait vu par Hubble)

On découvrit alors des aurores polaires et des dépressions atmosphériques gigantesques, parfois même de forme hexagonale!

Noter la forme extérieure hexagonale .

Cet incroyable hexagone plus grand que la Terre est dû à un gradient (une différence continuelle) de la vitesse des vents au fur et à mesure qu'on s'éloigne du pôle sud de Saturne.

On peut réaliser le même type d'expérience avec un micro-onde, une soupe froide, ou de la purée, et de la sauce soja:

Source: http://astronomie.skyrock.com/3066832773-Hexagone-au-pole-Nord-de-Saturne.html

Cette fois-ci, la fidèle sonde Cassini vient de nous faire parvenir cette superbe image du pôle nord de Saturne , vu de dessus:

Cliquer sur la photo pour voir Saturne en grand.

On remarque immédiatement sur les anneaux  la zone d'ombre de Saturne.

D'où une question immédiate (n'est-ce-pas ?): en plus des fameux hexagones, Saturne sait-elle donc "faire" des  paraboles ? des ellipses ? des hyperboles ?

En considérant les anneaux comme un plan et Saturne comme une sphère, il s'agit donc de savoir ce que donne l'ombre d'une sphère sur un plan.

Le Soleil, situé très loin de là, peut être considéré comme un simple point, alors Saturne forme un cône d'ombre et il s'agit donc de l'intersection d'un cône et d'un plan: c'est donc de toute façon une conique.

Une conique étant la courbe donnée par l'intersection d'un cône et d'un plan, avec plusieurs cas possibles selon la position du plan.

1°) Si le plan est vertical, donc parallèle à l'axe du cône, on obtient deux branches d'hyperboles, éventuellement dégénérées en deux droites sécantes si le plan contient l'axe du double-cône.

2°) Partant de la position verticale précédente, on incline un peu moins le plan.

Tant qu'il touche à la fois les deux cônes, on obtient toujours deux branches d'hyperbole.

3°) Si le plan devient parallèle à une génératrice du cône (la droite qui tourne pour former le cône), il quitte un des cônes et on obtient une parabole sur le cône restant.

4°) Si le plan est encore moins incliné, son intersection avec le cône devient une courbe fermée: une ellipse, éventuellement dégénérée en un simple point si le plan passe par le point de contact des deux cônes.

5°) Si le plan est perpendiculaire à l'axe du cône: c'est un cercle, éventuellement dégénéré en un simple point s'il passe par le point de contact des deux cônes.

Remarques: la lumière d'une simple lampe venant frapper un mur donne aussi des coniques, 

avec la plupart des cas possibles selon l'orientation de la lampe 
(le cône est alors un cône de lumière et le plan est celui du mur).

Conclusion

Quand le Soleil passe dans le plan de l'équateur de Saturne, donc dans le plan des anneaux, l'ombre obtenue est une branche d'hyperbole. Avec une période de révolution de près de 30 ans, cela se produit deux fois par révolution, donc tous les 15 ans environ.

Le reste du temps, tout dépend de l'angle entre le plan des anneaux (de l'équateur saturnien) et de l'écliptique saturnien (le plan dans lequel Saturne se déplace autour du Soleil), qui passe par le Soleil et le centre de Saturne.

Or l'axe de rotation de Saturne est incliné de presque 27° par rapport à la verticale (le vecteur normal au plan de révolution de Saturne autour du Soleil): c'est également l'angle entre le plan des anneaux et l'axe du cône.

Les génératrices du cône, elles, sont formées par l'angle solide apparent de Saturne vu du Soleil.

Le rayon de Saturne étant d'environ 60 000 km et la distance Soleil-Saturne de 1500 millions km, le demi-angle du cône est seulement de 2,3°, très inférieur aux 27° du plan des anneaux: La zone d'ombre sur les anneaux de Saturne est donc une demi-ellipse.

Sauf une fois tous les 15 ans où c'est une hyperbole.

Sur cette dernière image, l'hexagone et (en arrière-plan) la 1/2 ellipse de Saturne: