Keskifovoir sur Saturne

['Bruno]

Tout le monde adore observer Saturne (n'est-ce pas ?) La planète montre son anneau, et on ne s'en lasse jamais. Enfin... est-ce vraiment sûr ? Je pense qu'il est utile de savoir quoi regarder exactement sur Saturne afin de passer du stade "regarder Saturne" au stade "observer Saturne". Ce n'est pas la même chose ! Si on se contente de la regarder, on risque peut-être de passer à côté d'observations intéressantes. C'est pourquoi je me propose ici de résumer ce qu'il y a à voir sur la planète.

Voici une vue de Saturne générée par le logiciel "Guide", qui montre la planète telle qu'elle était la nuit dernière vue à travers un Newton (nord en bas - du moins depuis l'hémisphère nord - et ouest célste à gauche) assez puissant. L'orientation sera différente si vous l'observez avec une lunette ou un Schmidt-Cassegrain disposant d'un renvoi coudé, ou si vous la voyez depuis l'hémisphère sud.



Les anneaux :

Les anneaux sont inclinés par rapport à la direction de visée, ils ne sont pas vus de profil mais "par en haut" ou "par en bas". Cela est dû à l'inclinaison de la planète Saturne (les anneaux suivent le plan de son équateur) qui, comme pour la Terre, est d'une vingtaine de degrés (26°44', contre 23°26' pour la Terre). Lorsque c'est l'été sur l'hémisphère sud, Saturne est "basculée" vers le sud, et ses anneaux aussi, de sorte qu'on voit le pôle sud, l'hémisphère sud de la planète et seulement une partie de l'hémisphère nord. Le pôle nord reste invisible (nuit polaire). Actuellement (2007), on s'achemine vers la fin de l'été austral. La planète se "redresse" et sera vue presque de profil dans deux ans. Les anneaux sont donc de moins en moins inclinés.

On dit "les anneaux" car il y en a des centaines, comme les sondes Voyager l'avaient montré. Mais au télescope, on en voit surtout deux (chacun étant composé d'une centaine d'anneaux impossibles à résoudre au télescope), l'anneau externe A et l'anneau interne B. Ils sont séparés par la division de Cassini (C sur le dessin - remarque : A et B ne sont pas seulement les lettres indiquant leur position sur le dessin, on les appelle réellement 'A' et 'B', par contre les autres lettres servent uniquement au repérage sur le dessin.)

La division de Cassini est d'autant plus facilement visible que l'inclinaison est importante. Actuellement, elle est donc plutôt difficile. Il est possible (selon le diamètre et la qualité optique du télescope) qu'on ne voit la division de Cassini que sur les côtés, mais pas devant la planète. Normalement, un 115/900 montre la division de Cassini. Il montre aussi qu'elle n'est pas située au milieu, mais légèrement vers l'extérieur, de sorte que l'anneau A est un peu moins large que l'anneau B (l'avez-vous remarqué ?) Mais la division de Cassini n'est qu'une ligne noire, d'autant plus contrastée que le télescope (ou la lunette, bien sûr) a une bonne qualité optique. Avec un diamètre plus grand, on peut voir son épaisseur (elle ne fait que 0,7" au maximum), en particulier remarquer qu'elle paraît plus épaisse sur les côtés.

Une autre division peut être visible, mais uniquement dans des télescopes de grand diamètre (au moins 250 mm), de bonne qualité optique et sous un ciel particulièrement stable : la division d'Encke (e). Les images de Saturne (en webcam) montrent souvent une "fausse Encke" qui n'est qu'un artefact de traitement (dit "effet de rebond", lorsqu'on a poussé un peu fort le traitement rehausseur de contraste). La division d'Encke est située tout près du bord extérieur de l'anneau A, à peu près aux 4/5. Les "fausses Encke" sont souvent situées à 1/2 ou 2/3 (selon la résolution de l'image), ce qui permet de les détecter.

Avec un instrument de petit diamètre, on peut essayer de noter la différence d'intensité et de teinte entre les anneaux A et B. L'un des deux est plus blanc, plus intense, mais la différence n'est pas très importante. Elle apparaît d'autant mieux que le diamètre est élevé (ou la qualité optique bonne). Je vous laisse détecter quel est l'anneau (A ou B?) le plus clair et le plus "brillant"...

Là où l'anneau passe devant le disque, on ne peut peut-être plus voir la division de Cassini, ou difficilement, par contre on voit assez facilement une sorte de ligne sombre qui longe l'anneau du côté de l'équateur. Ce n'est pas l'ombre de l'anneau sur le disque mais l'anneau de crêpe (F - en réalité il s'appelle l'anneau C, ici la lettre 'F' sert juste à l'identifier sur le dessin). C'est une portion très faible du système d'anneau de Saturne. D'ailleurs on peut l'apercevoir sur le côté (D sur le dessin). Il faut pour ça un bon ciel et une bonne optique, et même un petit diamètre peut permettre de le détecter. Il n'est pas très large et prolonge la "ligne sombre" décrite précédemment. C'est le genre d'objet qu'on ne voit pas tant qu'on ne sait pas qu'il existe... Quel contraste avec la luminosité de la planète !

On notera sur le dessin que l'anneau n'est pas complet : en G, il est coupé. L'avez-vous remarqué en observant Saturne ? Cette coupure, c'est l'ombre de la planète sur l'anneau. Lors de l'opposition, si nous regardons Saturne, nous avons le Soleil exactement dans notre dos, mais avant l'opposition il est "derrière un peu à gauche" et après l'opposition il est "derrière un peu à droite", ce qui explique que la lumière solaire vienne de la gauche avant l'opposition. Enfin, si le nord est en haut. Le dessin montre la vision télescopique avec nord en bas, donc la lumière solaire vient de la droite. D'où l'ombre sur la gauche de la planète. Plus on se rapproche de l'opposition, plus l'ombre de l'anneau se raccourcit. Sur le dessin, on est assez proche, la "coupure" est donc petite, mais elle était plus importante il y a deux ou trois mois (elle est au maximum lors des quadratures). BIentôt, l'ombre disparaîtra presque (en fait on en verra un petit bout de chaque côté) puis elle réapparaîtra de l'autre côté de Saturne, et augmentera peu à peu. Tout cela est aisément observable même dans un petit diamètre.

Par contre, plus difficile, on peut noter la forme de l'ombre : elle n'est pas droite mais courbée. Eh oui, c'est l'ombre d'une sphère. On repère cette courbure d'autant mieux que l'anneau est incliné, ce qui n'est plus trop le cas actuellement.

Le disque de la planète :

Eh non, Saturne n'est en fait pas une sphère : c'est une ellipsoïde. C'est la planète la plus aplatie du Système Solaire. Son aplatissement est dû à sa grande vitesse de rotation. Non seulement elle tourne sur elle même en une dizaine d'heures, mais de plus c'est une énorme planète, et très peu dense (sa densité est inférieure à celle de l'eau). Tout ça contribue à l'aplatir encore plus que Jupiter. Cet aplatissement est facilement visible même à travers un petit diamètre : il suffit de grossir un peu et d'y faire attention (noté 'a' sur le dessin...)

Un instrument de petit diamètre ne montre rien sur le disque, sinon le fait que la zone équatoriale, au-dessus (sur le dessin, mais pas forcément à travers votre télescope) de l'anneau, est plus claire, et qu'il y a une bande sombre peu contrastée au-dessus (sur le dessin) de la zone équatoriale (notée E). La bande claire est liée aux anneaux. Elle n'est pas fixe : elle traverse l'équateur tous les 15 ans (c'est la durée entre deux équinoxes) pour se trouver du côté de la face éclairée des anneaux.

Avec un télescope de 200 à 300 mm, on peut essayer de détecter des détails dans la bande sombre, mais c'est très difficile. Il me semble parfois deviner des renforcements de teinte par ci par là, comme des nodosités, mais sans pouvoir préciser leur aspect. La seule chose que j'ai vu dans cette bande, avec le 300 mm, c'est que son bord nord est plus sombre, dessinant une fine "sous-bande" frontière. Les années où Saturne est au périhélie (point le plus proche du Soleil de son orbite), il arrive que des nuages blancs se forment dans cette région : ils sont alors visibles avec des télescopes de moyen diamètre. On peut en voir hors périhélie, mais alors c'est extrêmement rare. Ça c'était produit de façon assez spectaculaire en 1990, dans l'hémisphère nord (prochain périhélie 29 ans après, on a le temps de s'y préparer...) On a observé ces taches blanches également en 1876, 1903, 1933, 1946 et 1960. L'apparition de ces taches blanches était le seul moyen, avant l'arrivée de sondes spatiales, pour connaître la période de rotation de Saturne.

En général, toutefois, il n'y a pas grand chose à voir sur le disque, en tout cas rien de très contrasté.

Les satellites :

Titan est le plus brillant des satellites, suivi de Rhéa. Ces deux satellites sont visibles avec une petite lunette même sous un ciel médiocre (Titan est même visible dans un chercheur 30 mm). Ensuite viennent Téthys et Dioné, accessibles à un 115/900. Les trois derniers cités sont plus proches de Saturne que Titan. Les autres sont plus difficiles. Un télescope de 200 mm permet de voir Encelade, peut-être Mimas si le ciel est transparent et stable (je trouve Mimas difficile même avec un 300 mm, mais je sais qu'il a déjà été vu dans un 200 mm). Ils sont tous situés sur le plan de l'équateur de la planète, à l'intérieur de l'orbite de Titan.

Mais il y a un autre satellite très facile qui est souvent négligé. Il s'agit de Japet. C'est un satellite à l'éclat variable (amplitude de 2 magnitudes) qui possède une face très sombre. Lorsque cette face se présente vers nous, le satellite est à son minimum d'éclat. Il atteint la magnitude 10 à son maximum, devenant presque aussi facile que Rhéa. Mais la principale difficulté, en fait, c'est que c'est le satellite le plus éloigné de ceux qui sont observables dans un instrument d'amateur : il est encore plus lointain de Saturne que Titan, et de loin. Pour le repérer, il faut donc préparer une carte avec un logiciel, afin de le départager des étoiles du champ. À son élongation maximale, il s'éloigne jusqu'à 10' de Saturne. Lorsque Saturne était située dans la Voie Lactée, il y a quelques années (Gémeaux), il y avait plein d'étoiles de magnitude 10-12 dans le champ. Aujourd'hui dans le Lion, l'observation de Japet devrait être plus facile. Mais il faut préparer une carte ! Essayez de le repérer et de noter ses variations d'éclat. Elles sont lentes : la période de variation d'éclat est égale à sa période de rotation, elle même égale à sa période de révolution, soit 79 jours. Le fait que la planète tourne sur elle même avec la même période qu'autour de Saturne fait que son maximum a lieu toujours du même côté de Saturne. Là encore, essayez de repérer ça : il suffit d'observer Japet de temps en temps, de la comparer à Rhéa et Téthys ou Dioné par exemple, et de dessiner sa position par rapport à Saturne. J'avais lu quelque part quelle était sa position au maximum, mais je ne sais plus dans quel livre... Ah si, ce devait être les éphémérides de la SAF, que je n'ai pas sous la main.

Dessins :

Voilà quelques observations que l'on peut faire dans un télescope d'amateur pour aller au-delà de la simple contemplation. Ces observations peuvent être réalisées à l'aide d'un croquis ou d'un dessin.

Voici d'abord un croquis :



C'est un croquis fait au C8 (qualité "moyenne bof") en 1999 (x312). Saturne était à peu près dans la même configuration qu'aujourd'hui, avec la "coupure" du côté ouest (à cause du renvoi coudé, le nord est en haut et l'ouest à gauche). La division de Cassini n'était pas visible devant le disque, et plus facile sur les côtés. J'ai noté la différence de largeur des anneaux A (plus mince) et B, mais pas leur différence d'éclat et de teinte. On ne voit l'anneau de crêpe que devant le disque, et la bande sombre au sud de l'équateur est visible. Un 115/900 bien réglé, sous un bon ciel, doit en voir autant.

Maintenant un dessin réalisé sous un ciel stable au 300 mm (x300), peu après l'opposition 2003-04 :



Le nord est en bas (vision inversée dans un Newton). Cette fois, la division de Cassini est entière, et on voit son épaisseur. L'anneau de crêpe est réussi, je trouve : on ne le voit que si on sait qu'il est là... (sauf devant la planète où il est très facile). La zone externe de l'anneau A et la zone interne de l'anneau B étaient plus sombres, et j'ai souvent observé ça (le plus facile étant la zone interne de l'anneau B,) mais il paraît que c'est une illusion d'optique due à un phénomène de diffraction. D'ailleurs, à deux reprises sous un ciel exceptionnellement stable, je n'ai pas vu ça, et j'ai vu la "fausse Encke". L'une de ces deux nuits, Saturne était figé, la fausse Encke était visible la moitié du temps, et par courtes périodes d'une ou deux secondes, j'ai vu Encke : un tout fin trait noir uniquement sur les côtés. Le dessin montre aussi l'ombre de Saturne sur l'anneau, qui est courbe et ne coupe pas complètement l'anneau, qui était très incliné à l'époque. On notera aussi les formations sur le disque de Saturne, notamment la "fausse calotte polaire sombre" et la zone équatoriale claire. Deux satellites, Téthys et Dioné, sont visible en haut à gauche.

C'est tout pour Saturne ! Je rédigerai peut-être d'autres "Keskifovoir", en fonction des évènements (M42, comètes, Jupiter, je ne sais pas, on verra...)

[QRV21]

Waoooouuuuuuu !!!!!
Gros boulot !!!

Bravo pour ce tuto qui sera fort utile à beaucoup et pas que des débutants !!!

[albert galilée]

excellente idée !

Le fait de bien différencier regarder et observer est primordial. Le fait d'observer contribue à vouloir la voir le soir d'après, et à regarder les changement d'un jour à un autre... et les dessiner.
Merci A+

[Xavier_B]

Voilà qui sera utile cet hiver. Merci !

[cotopaxi]

ca c est tres bien!!!

[FRITZMAYO]

Beau travail d'observateur!

J'ai vu des centaines de photos amateur de cette planète avec souvent le commentaire "voyez aussi l'ombre des anneaux sur la planète".
Ce n'est qu'il y a un an, en examinant des photos détaillées sur astrosurf, que j'ai remarqué cet anneau de crèpe, encore confondu par certains avec une ombre.

A ton avis, Bruno, une ombre des anneaux pourrait être projetée sur le globe mais rendue invisible par les anneaux eux-mêmes?

[Létoile.mystérieuse]

Superbe initiative de Bruno S.

[Alu]

Très bon exposé, je vais le sauvegarder et tenter de chasser Japet. Après la lecture des comptes rendus toujours très impressionnants de la mission Cassini ça permet de faire la part des choses et de ne pas partie en quête de l'impossible. Les références au diamètre aident beaucoup, je trouve que c'est très utile pour aiguiser l'aptitude à observer et ne pas se disperser sur des détails inaccessibles (ça m'arrive assez fréquemment, sur la Lune surtout).

EDIT : Titan est vraiement visible dans un chercheur de 30mm, à 6x !?

[GéGé]

Merci Bruno, surtout pour l'anneau de crêpe! Je croyais aussi qu'il s'agissait de l'ombre des anneaux sur la planète!

[JazzOn]

Excellentissime Bruno, je cherchais justement des détails sur Saturne.
Merci pour toutes ces infos !

[syncopatte]

Super Bruno!

Des posts comme ça sont à épingler bien haut et en fluo!

Patte.

['Bruno]

ton avis, Bruno, une ombre des anneaux pourrait être projetée sur le globe mais rendue invisible par les anneaux eux-mêmes?

Je me suis posé la question, parce que moi aussi, comme tout le monde, j'ai longtemps cru que c'était l'ombre de l'anneau. Il faut faire un dessin de Saturne et ses anneaux vus de profil, et le Soleil sur le côté (à l'infini, et pas dans le plan des anneaux !) L'ombre de l'anneau est située "derrière" l'anneau. Elle est invisible si la Terre se trouve sur le plan Soleil-Saturne. Il se trouve que, du fait de l'inclinaison de l'orbite de la Terre et de celle de l'orbite de Saturne, la Terre n'est jamais tout à fait sur le plan Soleil-Saturne (ou, ce qui est équivalent, Saturne n'est jamais tout à fait sur le plan Soleil-Terre, c'est-à-dire de l'écliptique), à part à certaines dates précises. Pour voir l'ombre de l'anneau "au-dessus" de l'anneau (sur le dessin, donc au sud), il faut donc que la Terre soit un peu "en-dessous" du plan Soleil-Saturne (au nord). Ça peut arriver, mais d'à peine 1 ou 2°, donc s'il n'y avait pas l'anneau de crêpe on ne verrait qu'un très fin liseré noir : l'extrêmité de l'ombre, cachée dans sa plus grande partie par l'anneau.

Actuellement, Saturne est à 1,13° N de latitude, donc effectivement on devrait pouvoir voir, "en haut" de l'anneau, une toute partie de l'ombre cachée par l'anneau. Mais ce n'est pas le cas tous les ans. Or cette "bande sombre" est toujours visible.

En tout cas, c'est ce qu'il me semble, d'après le dessin.

(De toute façon, il suffit de voir l'anneau de crêpe sur les côtés et de constater qu'il se prolonge en la "bande sombre", ce qu'un logiciel comme "Guide" confirme.)

[FRITZMAYO]

Merci Bruno.

Il semble bien qu'une photo permettant de déceler cette ombre relèvera de l'exploit.
Mais bon!...ça ne va pas nous empêcher de dormir! Quoique.....

['Bruno]

J'ai fait une petite erreur plus haut. Saturne est légèrement au nord de l'équateur, je pensais que l'anneau devrait être éclairé par le sud et son ombre apparaître un peu au nord, très fine. Mais non ! J'ai oublié de tenir compte de l'inclinaison de l'anneau ! Comme celui-ci est incliné, mon raisonnement s'écroule...

Voici une image datant de décembre dernier, trouvée sur le site de l'ALPO (Association of Lunar and Planetary Observations) :


L'ombre est facilement visible, mais sous l'anneau ! En tout cas, ça règle la question posée plus haut : le truc sombre à l'équateur est bien l'anneau de crêpe et non l'ombre de l'anneau, vu qu'elle est de l'autre côté...

À noter qu'aujourd'hui, l'ombre de Saturne sur l'arrière de l'anneau n'est plus visible car la planète est quasiment à l'opposition à l'heure où je tape ce texte. D'ailleurs, une observation à tenter : au moment de l'opposition, l'anneau devient plus lumineux. L'an passé, ç'avait été assez visible. Cette année, l'opposition est pour le 10/02, c'est dans quelques jours !

Et je n'ai pas parlé de l'occultation de Saturne par la Lune le matin du 2 mars prochain...

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Ah mais non, suis-je bête ! Je n'avais pas fait d'erreur : l'ombre est bien en haut de l'anneau. Mais j'ai oublié que l'image est inversée, donc elle paraît en bas ! Ah si, pourtant. Alors j'ai dû m'embrouiller...

[JazzOn]

J'ai pu mettre à profit ton exposé avant-hier soir...
En effet, en observant cette merveilleuse gazeuse, j'ai pu en me remémorant ton exposé, observer l'anneau de crêpe, tout en sachant qu'il ne s'agissait pas d'une ombre... quel bonheur de savoir... !

[Alu]

Bonjour,
je suis surpris de constater qu'on peut déjà observer que l'ombre du globe sur les anneaux à changé de côté alors que l'opposition s'est produite il n'y a même pas une semaine. On le voit sur les images récentes faites par les amateurs de ce forum. Ça m'étonne quand même parce que l'angle Soleil-Terre-Saturne était de 174° (d'après XEphem) lors des captures faites la nuit du 15 au 16, presque plat donc. Alors voit-on vraiment cette ombre ou est-ce un artefact de traitement ?

['Bruno]

Oui, c'est bien l'ombre. En fait, elle serait invisible le jour de l'opposition si Saturne était un cylindre. Mais Saturne est un globe, et comme les anneax sont inclinés, on voit l'ombre non pas au niveau de l'équateur de Saturne mais un peu plus haut, là où la planète est "moins large" en quelque sorte, ce qui laisse de la place pour mieux voir son ombre quelques jours avant ou après l'opposition. D'ailleurs, quand l'anneau est très incliné, à l'opposition on voit l'ombre de Saturne des deux côtés. C'est difficile d'expliquer sans dessin, je ne sais pas si j'ai été clair...

[Emmanuel M]

Merci Bruno pour cette bonne synthèse! Je vais l'imprimer pour l'avoir toujours à portée de main

[Emmanuel M]

Message aux modérateurs: serait-il possible de créer une rubrique "keskifovoir" dans les supports débutants? Ce serait sans doute très sympa et très utile pour ceux qui découvrent l'astro.

['Bruno]

En fait, j'envisage de faire un "Keskifovoir sur Vénus" dans les jours qui viennent. Il se trouve que je suis animateur du forum Observations, donc c'est un peu mon rôle... Mais je ne veux pas me limiter à des conseils pour débutants, et signaler le plus de choses possibles. Par exemple, sur Vénus, je parlerai des observations UV permettant de distinguer les nuages. Bien sûr, ça peut être utile aux débutants (une partie), et puis les débutants ne sont pas ghettoisés dans leur forum : ils ont le droit de venir ici !

[TBIRD]

WAhouuuuu sur le Cul

salut ALU
j'espere que tu fais pas ALL-IN avant le flop ?? hein rassure moi ???
( là je suis HS ,desolé les moderateurs)

[Jeff Hawke]

On a vu ce week end en Touraine, une Saturne comme je n'avais jamais vue. Précise, figée, détaillée, ...une calme beauté.

Avec ce truc dont j'ignorais l'existence, l'anneau de crêpe...

Du coup, je viens ici à la pêche aux renseignements (il fallait le faire avant !). Excellent ton post, Bruno.

[takaya]

Je me demande s'il n'est pas plus facile à voir cette année que les autres années, du fait de l'inclinaison des anneaux ; comme la poussière, bien plus visible quand on se rapproche du plan du miroir primaire .

Non ?

[simiot66]

Pour ma premiere observation j'ai renoncé a faire fonctionner le GOTO sur ma monture EQ6.
Je suis en ville et j'ai pu observer Saturne au C11, je n'ai pas dépassé 200X avec l'oculaire Ethos car l'image devenait plus floue a 300X.
C'était un spectacle grandiose.