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L'orbite de Saturne et la durée de son année

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Une année sur Saturne dure environ 29,46 années terrestres, soit 10 759 jours : c'est le temps que met la planète à faire le tour du Soleil. La distance Saturne-Soleil est en moyenne de 9,54 unités astronomiques, environ 1,43 milliard de km, et comme l'orbite est légèrement elliptique, elle varie entre 1,35 et 1,51 milliard de km environ.

Sommaire
  1. La distance entre Saturne et le Soleil
  2. Une ellipse presque circulaire
  3. Combien de temps dure une année sur Saturne ?
  4. Vitesse orbitale
  5. Saturne et Jupiter : une quasi-résonance
  6. Questions fréquentes
  7. Sources

La distance entre Saturne et le Soleil

Saturne est la sixième planète à partir du Soleil, à peu près deux fois plus loin que Jupiter (5,2 ua) et moitié moins loin qu'Uranus (19,2 ua). À 9,54 ua, la lumière solaire, qui atteint la Terre en 8 minutes environ, met près de 80 minutes à lui parvenir. Vu de là-bas, le Soleil est un point aveuglant dix fois plus petit qu'à nos yeux, qui délivre environ 1 % de la lumière et de la chaleur par mètre carré : une quinzaine de watts, contre 1 361 sur Terre.

Cet éclairage chiche façonne presque tout dans la haute atmosphère : sommet des nuages vers -140 °C, chimie entretenue par un faible rayonnement ultraviolet, saisons qui s'étirent. Voir l'atmosphère et la température.

Une ellipse presque circulaire

Comme toutes les planètes, Saturne décrit une ellipse dont le Soleil occupe un foyer. Son excentricité de 0,054 reste modeste, un peu supérieure à celle de Jupiter (0,049) et bien plus forte que celle de la Terre (0,017). Concrètement :

  • au périhélie, son point le plus proche, Saturne est à environ 1,35 milliard de km (9,0 ua) du Soleil ;
  • à l'aphélie, son point le plus lointain, elle s'en trouve à environ 1,51 milliard de km (10,1 ua).

L'écart, environ 160 millions de km, dépasse la distance Terre-Soleil. Au périhélie, Saturne reçoit à peu près 25 % de lumière de plus qu'à l'aphélie. Son dernier passage au périhélie date de 2003, à l'aphélie de 2018 ; le prochain périhélie aura lieu vers 2032. Comme le périhélie tombe près du solstice d'été austral, les étés de l'hémisphère Sud sont un peu plus marqués que ceux du Nord, une asymétrie dont les chercheurs de Cassini ont dû tenir compte pour comparer les deux hémisphères. Les effets saisonniers sont décrits à la page saisons.

L'orbite est en outre inclinée d'environ 2,5° sur l'écliptique, le plan de l'orbite terrestre. C'est pourquoi Saturne ne s'éloigne jamais beaucoup des constellations du zodiaque dans notre ciel.

Combien de temps dure une année sur Saturne ?

Une révolution sidérale, mesurée par rapport aux étoiles lointaines, dure 29,46 années terrestres. Cette valeur découle directement de la troisième loi de Kepler : le carré de la période en années égale le cube du demi-grand axe en ua. Or 9,54 au cube vaut environ 868, dont la racine carrée avoisine 29,5.

Quelques repères pour se figurer cette durée :

  • depuis que Galilée l'a observée pour la première fois en 1610, Saturne n'a fait qu'environ 14 fois le tour du Soleil ;
  • une personne de 30 ans a vécu à peu près une année saturnienne. Ce retour de Saturne à la même position dans le ciel est le fondement astronomique du retour de Saturne des astrologues ;
  • une journée saturnienne ne durant qu'environ 10 h 30, une année de Saturne compte quelque 24 000 jours saturniens ;
  • chacune de ses quatre saisons dure environ 7,4 années terrestres.

Saturne met environ deux ans et demi à traverser chaque constellation zodiacale. Combinée au mouvement de la Terre, cette lenteur produit une opposition tous les 378 jours, la période synodique, car la Terre la rattrape un peu plus tard chaque année. Voir la distance Terre-Saturne.

Vitesse orbitale

Saturne parcourt son orbite à 9,7 km/s en moyenne, soit environ 35 000 km/h, à peu près le tiers des 29,8 km/s de la Terre. Conformément à la deuxième loi de Kepler, elle accélère près du périhélie (environ 10,2 km/s) et ralentit près de l'aphélie (environ 9,1 km/s). Cette allure modérée, ajoutée à la longueur du trajet, quelque 9 milliards de km par tour, explique la longueur de l'année.

Saturne et Jupiter : une quasi-résonance

La période de Saturne vaut presque deux fois et demie les 11,86 ans de Jupiter : cinq révolutions de Jupiter équivalent à peu près à deux de Saturne. Cette quasi-commensurabilité 5:2 fait que les deux géantes se tirent mutuellement selon un motif qui se répète lentement, provoquant de petites oscillations de leurs orbites sur environ 900 ans, la « grande inégalité » des astronomes classiques. Son explication fut l'un des triomphes de la mécanique céleste de Pierre-Simon de Laplace dans les années 1780.

Sur des durées bien plus longues, ce couple a peut-être joué un rôle décisif. Des scénarios comme le modèle de Nice ou le Grand Tack proposent que Jupiter et Saturne aient migré dans le jeune Système solaire, et qu'un passage par une résonance mutuelle ait remodelé les orbites des autres planètes et dispersé d'innombrables petits corps. Voir la formation de Saturne. La rencontre des deux planètes dans notre ciel, environ tous les 20 ans, s'appelle la grande conjonction.

Questions fréquentes

Combien d'années terrestres dure une année sur Saturne ?

Une année saturnienne équivaut à environ 29,46 années terrestres, soit 10 759 jours terrestres.

Quelle est la distance Saturne-Soleil en km ?

En moyenne environ 1,43 milliard de km, avec un minimum d'environ 1,35 milliard de km au périhélie et un maximum d'environ 1,51 milliard de km à l'aphélie.

Pourquoi Saturne met-elle autant de temps à tourner autour du Soleil ?

Elle est loin du Soleil, donc son orbite est très longue, environ 9 milliards de km par tour, et l'attraction solaire plus faible à cette distance la fait avancer plus lentement : 9,7 km/s contre 29,8 km/s pour la Terre.

Quel âge aurais-je sur Saturne ?

Il suffit de diviser son âge par 29,46. Une personne de 59 ans a vécu presque exactement deux années saturniennes.

Sources

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