Satellites naturels

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Satellites naturels

Satellite naturel

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Les principaux satellites naturels du système solaire, à l'échelle par rapport à la Terre.

Un satellite naturel est un objet qui orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même et qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites artificiels. De tels objets sont également appelés lunes, par analogie avec la Lune, le satellite naturel de la Terre.

Techniquement, le terme pourrait s'appliquer à une planète orbitant une étoile, ou même une étoile orbitant un centre galactique, mais une telle utilisation est rare. En temps normal, il désigne les satellites naturels des planètes, planètes naines et petits corps.

Sommaire

Origine

On suppose que les satellites naturels orbitant relativement proches d'une planète sur une orbite prograde se sont formés dans la même région du disque protoplanétaire à l'origine de cette planète. Par opposition, les satellites irréguliers (orbitant généralement sur des orbites distantes, inclinées, excentriques ou rétrogrades) seraient des objets étrangers capturés et éventuellement fragmentés lors de collisions.

Il existe des exceptions ou des variations √† ce mod√®le standard de formation. En particulier, les couples Terre-Lune[1] et peut-√™tre Pluton-Charon[2] tireraient leur origine de la collision de deux grands objets proto-plan√©taires. La mati√®re √©ject√©e en orbite autour du corps central aurait alors form√© un ou plusieurs objets par accr√©tion. On pense par ailleurs que les satellites d'ast√©ro√Įdes se forment principalement par ce processus.

Définition

Le terme de ¬ę satellite ¬Ľ ne poss√®de pas de d√©finition scientifique pr√©cise. En particulier, l'existence de couples Pluton-Charon et Terre-Lune, o√Ļ le rapport des masses entre le corps central et son satellite n'est pas aussi prononc√© que dans la plupart des autres syst√®mes, rend difficile la d√©termination d'une limite s√©parant un syst√®me satellitaire d'une plan√®te double. Une d√©finition commune suppose qu'un syst√®me satellitaire doit poss√©der un barycentre situ√© sous la surface du corps le plus large, mais elle n'est pas officielle et reste arbitraire.

À l'autre bout de l'échelle, les systèmes annulaires autour des géantes gazeuses du système solaire sont composés de petits morceaux de glace et de roche et il n'existe aucune limite définissant une taille à partir de laquelle un tel morceau est suffisamment grand pour être considéré comme un satellite à part entière.

Terminologie

Le premier satellite naturel connu √©tait la Lune. Jusqu'√† la d√©couverte des satellites galil√©ens en 1610, aucune occasion ne s'√©tait donc pr√©sent√©e pour caract√©riser de tels objets. Galil√©e choisit pour sa part le terme latin planet√¶ (¬ę plan√®tes ¬Ľ) pour les d√©signer. C'est K√©pler qui les nommera "satellites" en 1611, du latin satelles signifiant ¬ę gardien ¬Ľ ou ¬ę compagnon ¬Ľ, le satellite semblant accompagner la plan√®te dans ses d√©placements.

Christiaan Huygens, le d√©couvreur de Titan, fut le premier √† utiliser le terme ¬ę lune ¬Ľ pour ce type d'objet, appelant Titan Luna Saturni ou Luna Saturnia (¬ę la lune de Saturne ¬Ľ ou ¬ę la lune saturnienne ¬Ľ).

Au fil des d√©couvertes, le terme fut abandonn√© ; Jean-Dominique Cassini utilisait parfois le terme de ¬ę plan√®tes ¬Ľ pour ses d√©couvertes, mais plus souvent celui de ¬ę satellites ¬Ľ.

Le terme de ¬ę satellite ¬Ľ devint la norme pour d√©crire un objet en orbite autour d'une plan√®te, permettant d'√©viter l'ambigu√Įt√© de ¬ę lune ¬Ľ. Cependant, en 1957, le lancement de Spoutnik 1, le premier objet artificiel en orbite autour de la Terre, rendit n√©cessaire la distinction entre les satellites artificiels et les satellites naturels. Le terme simple de ¬ę satellite ¬Ľ tendit √† d√©signer principalement les objets artificiels et le terme ¬ę lune ¬Ľ fut √† nouveau souvent employ√© ; mais, par exemple, on appelle toujours 'satellite" les nouveaux corps d√©tect√©s autour des plan√®tes g√©antes du syst√®me solaire (leur d√©signation provisoire est "S" suivi d'un num√©ro) ou des ast√©ro√Įdes.

Satellites naturels du système solaire

Généralités

Actuellement (avril 2007), on conna√ģt environ 240 satellites naturels dans le syst√®me solaire. 166 satellites orbitent autour des plan√®tes du syst√®me solaire : Jupiter en compte 63, Saturne 60, Uranus 27, Neptune 13, Mars 2 et la Terre 1. 6 lunes orbitent autour de plan√®tes naines. Des dizaines d'autres ont √©t√© d√©couvertes autour d'ast√©ro√Įdes et autres petits corps. Certaines √©tudes estiment que 15% des objets transneptuniens poss√®dent au moins un satellite.

Les plus grandes lunes du syst√®me solaire (d'un diam√®tre sup√©rieur √† 3 000 km) sont la Lune de la Terre, les lunes galil√©ennes de Jupiter (Io, Europe, Ganym√®de et Callisto), Titan, la lune de Saturne, et Triton, la lune de Neptune. Toutes ces lunes sont plus grandes que Pluton. Ganym√®de et Titan sont plus grandes que Mercure, la plus petite des plan√®tes du syst√®me solaire.

Les g√©antes gazeuses poss√®dent des syst√®mes entiers de satellites naturels, dont une moiti√© ont une taille comparable √† la Lune. Parmi les plan√®tes internes, Mercure et V√©nus n'ont aucun satellite, la Terre en poss√®de un unique de grande taille (la Lune) et Mars deux lunes minuscules (Phobos et D√©imos). Parmi les plan√®tes naines, C√©r√®s n'en poss√®de pas (au contraire de nombreux autres objets de la ceinture d'ast√©ro√Įdes), √Čris en poss√®de un, Haumea deux et Pluton trois (Nix, Hydra et Charon).

Rotation synchrone

La plupart des satellites naturels proches sont en rotation synchrone avec le corps autour duquel il tourne, ce qui signifie qu'ils tournent sur eux-mêmes en autant de temps qu'ils effectuent une révolution complète autour de la planète, et présentent ainsi toujours la même face vers la planète (c'est la cas par exemple de la Lune). Parmi les exceptions, Hypérion, une lune de Saturne, tourne de façon chaotique à cause de plusieurs influences extérieures.

En revanche, les satellites ext√©rieurs des g√©antes gazeuses en sont trop √©loign√©s pour √™tre en rotation synchrone. Par exemple, Himalia (lune de Jupiter), PhŇďb√© (lune de Saturne) et N√©r√©ide (lune de Neptune) ont une p√©riode de rotation de 10 h et une p√©riode orbitale de centaines de jours.

Satellites de satellites

On ne conna√ģt aucun satellite naturel d'un autre satellite naturel. On ne sait pas si de tels objets sont stables √† long terme. Dans la plupart des cas, les effets de mar√©e caus√©s par la primaire rendraient un tel syst√®me instable. En th√©orie, un satellite secondaire pourrait exister √† l'int√©rieur de la sph√®re de Hill d'un satellite primaire, mais aucun objet de ce type n'a encore √©t√© d√©tect√©. Des recherches ont √©t√© effectu√©es pour trouver un satellite de la Lune, sans succ√®s [3] .

Mais même si aucun satellite naturel n'a été découvert autour d'un autre satellite des objets suivant une trajectoire de quasi-satellite peuvent orbiter temporairement autour d'un satellite. C'est ce qu'a réalisé l'Union soviétique avec leur sonde Phobos 2 en 1989 autour du satellite martien du même nom [4].

Les satellites co-orbitaux

Deux lunes poss√®dent des petits compagnons √† leur point de Lagrange L4 et L5, appel√©s lunes co-orbitales par analogie avec les ast√©ro√Įdes troyens de Jupiter :

Cependant seuls les satellites de Saturne présentent un cas de résonnances entre elles. Au cours du XXième siècle, des recherches peu concluantes ont été fait pour trouver de pareilles cas avec la Lune[5].

Satellites d'ast√©ro√Įdes

Article d√©taill√© : Lune ast√©ro√Įdale.

Une lune ast√©ro√Įdale est un ast√©ro√Įde en orbite autour d'un autre ast√©ro√Įde. On consid√®re g√©n√©ralement qu'ils sont form√©s des d√©bris r√©sultant d'un impact impliquant l'ast√©ro√Įde primaire. D'autres syst√®mes pourraient avoir √©t√© form√©s par de petits objets captur√©s par la gravit√© d'un corps plus grand. Au d√©but des ann√©es 1990, la d√©couverte de la petite lune Dactyl orbitant autour de (243) Ida a confirm√© que les ast√©ro√Įdes peuvent √©galement poss√©der des satellites naturels. Certains corps, comme (90) Antiope, sont des ast√©ro√Įdes doubles form√©s de deux composants de taille similaire. (87) Sylvia poss√®de m√™me deux satellites, Romulus et R√©mus. Des lunes ast√©ro√Įdales sont de plus en plus courantes, on commence √† d√©couvrir des syst√®mes triples [6].

Liste

La table suivante regroupe les lunes du syst√®me solaire selon leur diam√®tre moyen et le corps autour duquel elles orbitent. La colonne de droite inclut certains autres objets notables (plan√®tes, plan√®tes naines, ast√©ro√Įdes, transneptuniens) √† titre de comparaison.

Diamètre moyen (km) Satellites de planètes Satellites de planètes naines Satellites de petits corps Autres corps (pour comparaison)
Terre Mars Jupiter Saturne Uranus Neptune Pluton √Čris
6 000-7 000 Mars
5 000-6 000 Ganym√®de Titan
4 000-5 000 Callisto Mercure
3 000-4 000 Lune Europe, Io
2 000-3 000 Triton √Čris, Pluton
1 000-2 000 Japet, Rh√©a, Dion√©, T√©thys Ariel, Umbriel, Titania, Ob√©ron Charon Makemake, Sedna, Haumea, Orcus, Quaoar
500-1 000 C√©r√®s, Varuna, Ixion, Pallas, Vesta et nombreux transneptuniens
100-500 Amalth√©e PhŇďb√©, Hyp√©rion, Encelade, Mimas, Janus, √Čpim√©th√©e Sycorax, Miranda, Puck, Portia Prot√©e, N√©r√©ide, Larissa, Galat√©e, Despina Dysnomie S/2005 (2003 EL61) 1, , S/2005 (2003 EL61) 2 et de nombreux satellites de transneptuniens Hygie, Davida, Interamnia et de nombreux autres
50-100 Himalia, Th√©b√© Pandore, Prom√©th√©e S√©t√©bos, Prosp√©ro, St√©phano, Caliban, Perdita, B√©linda, Rosalinde, Juliette, Desd√©mone, Cressida, Bianca, Cord√©lia, Oph√©lie Thalassa, Na√Įade Nix, Hydra M√©nŇďtios, S/2000 (90) 1 et de nombreux satellites de transneptuniens Tr√®s nombreux
10-50 Phobos, D√©imos Sinop√©, Pasipha√©, Carm√©, Anank√©, √Člara, Lysith√©a, L√©da, Adrast√©e, M√©tis H√©l√®ne, Calypso, T√©lesto, Atlas, Pan, Pollux, Kiviuq, Ijiraq, Paaliaq, Albiorix, Siarnaq, Tarvos, Ymir Linus, S/2000 (762) 1, S/2002 (121) 1, Romulus, Petit-Prince, S/2003 (283) 1, S/2004 (1313) 1 et de nombreux satellites de transneptuniens Tr√®s nombreux
Moins de 10 Au moins 47 au moins 21 Très nombreux Très nombreux

Voir aussi

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Liens internes

Références

  1. ‚ÜĎ R. Canup et E. Asphaug, ¬ę Origin of the Moon in a giant impact near the end of the Earth's formation ¬Ľ, dans Nature, vol. 412, 2001, p. 708 - 712 
  2. ‚ÜĎ S. Stern, H. Weaver, A. Steffl, M. Mutchler, W. Merline, M. Buie, E. Young, L. Young et J. Spencer, ¬ę A giant impact origin for Pluto‚Äôs small moons and satellite multiplicity in the Kuiper belt ¬Ľ, dans Nature, vol. 439, 2006, p. 946-949 
  3. ‚ÜĎ www.nineplanets.org/hypo.html
  4. ‚ÜĎ (en) J.E. Arlot, ¬ę Report of the Working Group on Satellites for the Period July 1987 - June 1990 - 1.4 Other observations ¬Ľ, juin 1990, Institut de m√©canique c√©leste et de calcul des √©ph√©m√©rides. Consult√© le 26 ao√Ľt 2008
  5. ‚ÜĎ www.nineplanets.org/hypo.html
  6. ‚ÜĎ Ciel et espace, Sep 2008


Satellites naturels de Mars
Phobos ¬∑ D√©imos
Voir aussi : Mars


Satellites naturels de Jupiter
M√©tis ¬∑ Adrast√©e ¬∑ Amalth√©e ¬∑ Th√©b√© ¬∑ Io ¬∑ Europe ¬∑ Ganym√®de ¬∑ Callisto ¬∑ Th√©misto ¬∑ L√©da ¬∑ Himalia ¬∑ Lysith√©a ¬∑ √Člara ¬∑ S/2000 J 11 ¬∑ Carpo ¬∑ S/2003 J 12 ¬∑ Euporie ¬∑ S/2003 J 3 ¬∑ S/2003 J 18 ¬∑ S/2003 J 16 ¬∑ Mn√©m√© ¬∑ Euanth√© ¬∑ Orthosie ¬∑ Harpalyc√© ¬∑ Praxidik√© ¬∑ Thyon√© ¬∑ Telxino√© ¬∑ Anank√© ¬∑ Jocaste ¬∑ Hermipp√© ¬∑ H√©lic√© ¬∑ S/2003 J 15 ¬∑ S/2003 J 17 ¬∑ S/2003 J 10 ¬∑ Eurydom√© ¬∑ Pasith√©e ¬∑ Chald√®n√© ¬∑ Arch√© ¬∑ Isono√© ¬∑ √Črinom√© ¬∑ Cal√© ¬∑ Aitn√© ¬∑ Tayg√®te ¬∑ S/2003 J 23 ¬∑ S/2003 J 9 ¬∑ Carm√© ¬∑ S/2003 J 5 ¬∑ H√©g√©mone ¬∑ S/2003 J 19 ¬∑ Calyc√© ¬∑ Pasipha√© ¬∑ Euk√©lad√© ¬∑ Spond√© ¬∑ Cyll√®ne ¬∑ M√©gaclit√© ¬∑ S/2003 J 4 ¬∑ Callirrho√© ¬∑ Sinop√© ¬∑ Autono√© ¬∑ Ao√©d√© ¬∑ Callichore ¬∑ Cor√© ¬∑ S/2003 J 2
Voir aussi : Jupiter ¬∑ Anneaux de Jupiter


Satellites naturels de Saturne
Pan ¬∑ Daphnis ¬∑ Atlas ¬∑ Prom√©th√©e ¬∑ S/2004 S 6 ¬∑ S/2004 S 4 ¬∑ S/2004 S 3 ¬∑ Pandore ¬∑ √Čpim√©th√©e ¬∑ Janus ¬∑ √Čg√©on ¬∑ Mimas ¬∑ M√©thone ¬∑ Anth√©e ¬∑ Pall√®ne ¬∑ Encelade ¬∑ T√©thys ¬∑ T√©lesto ¬∑ Calypso ¬∑ Dion√© ¬∑ H√©l√®ne ¬∑ Pollux ¬∑ Rh√©a ¬∑ Titan ¬∑ Hyp√©rion ¬∑ Japet ¬∑ Kiviuq ¬∑ Ijiraq ¬∑ PhŇďb√© ¬∑ Paaliaq ¬∑ Skathi ¬∑ Albiorix ¬∑ S/2007 S 2 ¬∑ Bebhionn ¬∑ Erriapus ¬∑ Skoll ¬∑ Siarnaq ¬∑ Tarqeq ¬∑ S/2004 S 13 ¬∑ Greip ¬∑ Tarvos ¬∑ Hyrrokkin ¬∑ Mundilfari ¬∑ Narvi ¬∑ Jarnsaxa ¬∑ S/2006 S 1 ¬∑ S/2004 S 17 ¬∑ Bergelmir ¬∑ √Ügir ¬∑ Suttungr ¬∑ S/2004 S 12 ¬∑ Bestla ¬∑ Farbauti ¬∑ Hati ¬∑ S/2004 S 7 ¬∑ Thrymr ¬∑ S/2007 S 3 ¬∑ S/2006 S 3 ¬∑ Surtur ¬∑ Kari ¬∑ Fenrir ¬∑ Ymir ¬∑ Loge ¬∑ Fornjot
Voir aussi : Saturne ¬∑ Anneaux de Saturne


Satellites naturels d'Uranus
Cord√©lia ¬∑ Oph√©lie ¬∑ Bianca ¬∑ Cressida ¬∑ Desd√©mone ¬∑ Juliette ¬∑ Portia ¬∑ Rosalinde ¬∑ Cupidon ¬∑ B√©linda ¬∑ Perdita ¬∑ Puck ¬∑ Mab ¬∑ Miranda ¬∑ Ariel ¬∑ Umbriel ¬∑ Titania ¬∑ Ob√©ron ¬∑ Francisco ¬∑ Caliban ¬∑ St√©phano ¬∑ Trinculo ¬∑ Sycorax ¬∑ Margaret ¬∑ Prosp√©ro ¬∑ S√©t√©bos ¬∑ Ferdinand
Voir aussi : Uranus ¬∑ Anneaux d'Uranus


Satellites naturels de Neptune
Na√Įade ¬∑ Thalassa ¬∑ Despina ¬∑ Galat√©e ¬∑ Larissa ¬∑ Prot√©e ¬∑ Triton ¬∑ N√©r√©ide ¬∑ Halim√®de ¬∑ Sao ¬∑ Laom√©die ¬∑ Psamath√©e ¬∑ N√©so
Voir aussi : Neptune ¬∑ Anneaux de Neptune


Système plutonien
Pluton ¬∑ Charon ¬∑ Nix ¬∑ Hydra
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