Un si

1
Les anneaux de Saturne et nous
Observatoire de Lyon Stage Galilée, Kepler,
Newton et les autres
2
Dessin de Huygens de 1659
Dans Systema Saturnium
Que voit-on ?

• les orbites héliocentriques de la Terre et de
  Saturne, pratiquement dans le même plan
  (inclinaison de lorbite de Saturne 230').
• les différentes phases de Saturne lors de sa
  rotation autour du Soleil avec lorientation
  propre des anneaux
• les signes A D G J Bélier, Gémeaux, Balance,
  Capricorne
• à lextérieur laspect de Saturne vu de la Terre
• la Terre dessinée avec son axe de rotation.

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Orbites révolution sidérale
Les rrévolutions des planètes autour du Soleil se
font dans le sens direct (inverse des aiguilles
dune montre).
Terre ?
1 an soit 365j 6h 9 min 9,5 s
Saturne ?
29 ans et 67 jours ou 29 et 11/24 ans.
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Comment peut-on sorienter sur le dessin ?
Dans quelle constellation est le Soleil au début
printemps ?
Le Bélier
Où devrait se trouver la Terre ?
Opposé au signe du Bélier par rapport au Soleil
Dans quelle direction se situe le point vernal ?
Un peu avant le début du signe Bélier, à peu près
la direction D.
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Situation de la Terre
Où placer la Terre à léquinoxe de printemps, en
se référant aux lettres de positions de Saturne ?
A peu près dans la direction GB.
Linclinaison de la Terre est-elle correcte ?
Oui, car après le printemps vient lété (Soleil
haut à midi).
Les orbites sont-elles à léchelle ?
Non car le demi-grand axe de Saturne vaut 9,6
unités astronomiques.
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Aspects des anneaux
Quand lanneau disparaît-il ?
- Lorsque le Soleil passe dans le plan des
anneaux, ses faces ne sont plus éclairées et la
tranche est pratiquement invisible.
- la Terre est dans le plan des anneaux, on ne
voit plus que la tranche même si les anneaux sont
éclairés dun côté.
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Quand et à quelle fréquence ?
Quand se produit le passage du Soleil dans le
plan des anneaux ?
Lors dune révolution de Saturne en 29 ans 167
jours, ceci se produit en deux positions opposées
B et D.
Quelle est la fréquence de ce phénomène ?
Toutes les demi-révolutions de Saturne 14 ans
166 jours. Fréquence 2 fois par révolution
sidérale de Saturne.
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Passage de la Terre
Comment se produit le passage de la Terre dans le
plan des anneaux ?
Le plan des anneaux reste parallèle à lui-même,
au cours des révolutions de Saturne.
Le plan va balayer lorbite de la Terre
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Passage du plan des anneaux dans lorbite de la
Terre
Le plan des anneaux va balayer lorbite de la
Terre
Le plan va rencontrer en M lorbite de la Terre.
Couper ce plan en parcourrant AC.
Le plan quitter lorbite de la Terre en N .
Le plan balayant toute lorbite, il y aura
toujours au moins une disparition.
Mais disparition aussi quand le Soleil est dans
le plan des anneaux devenant invisible.
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Passage du plan des anneaux dans lorbite de la
Terre
Calcul du temps pour parcourir AC ?
Larc AC est presque égal au diamètre de lorbite
de la Terre soit 2 unités astronomiques.
Sachant que Saturne fait un tour (2 p x 9,55
u.a.) en 29 ans 167 jours, temps pour 2 u.a. ?
Réponse 359 jours.
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Passage du plan des anneaux dans lorbite de la
Terre
Il faut presque un an (359 jours) à Saturne pour
que le plan des anneaux balaye lorbite de la
Terre.
- si le passage dans les anneaux de la Terre se
fait au début du balayage (la Terre un peu avant
M, Saturne un peu après A), il y a un deuxième
passage juste après car la Terre tourne plus vite.
- six mois plus tard Saturne est en B (passage du
Soleil dans le plan des anneaux), la Terre est
presque à N.
- lorsque Saturne ira de B en C en six mois, il y
aura un troisième passage de la Terre dans le
plan des anneaux, quand elle sera en N.
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Passage du plan des anneaux dans lorbite de la
Terre
Conclusions
A chaque passage du Soleil dans le plan des
anneaux, on peut avoir
un, ou trois passages de la Terre dans le plan
des anneaux
un passage du Soleil dans le plan des anneaux
deux ou quatre disparitions des anneaux
- une due au Soleil dans le plan.
- une ou trias par la Terre dans le plan des
anneaux
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Saturne vue de la Terre
Distance et diamètre apparent de Saturne à la
conjonction et à lopposition ?
Ce sont les deux positions où la planète est la
plus proche et la plus éloignée de la Terre.
Conjonction, Soleil et planète alignés avec la
Terre, mais du même côté.
Opposition, alignement des trois corps, Terre est
entre Soleil et planète.
On donne demi-grand axes de la Terre 150
000 000 km, de Saturne 1 429 000 000 km (soit
9,55 u.a.), diamètre de Saturne, 120660 km,
de lanneau 136200 km.
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Saturne vue de la Terre
Diamètre de Saturne, 120660 km, de lanneau
136200 km.
Demi-grand axes de la Terre 150 000 000 km,
de Saturne 1 429 000 000 km (soit 9,55 u.a.),
  conjonction opposition
distance (km) 1579000000 1279000000
Diam. ang. Planète    
Diam. ang. anneau    
  conjonction opposition
distance (km) 1579000000 1279000000
Diam. ang. Planète 15,8" 19,4"
Diam. ang. anneau 35,6" 43,9"
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Observations - simulations
La prochaine disparition des anneaux aura lieu le
?
4 septembre 2009.
La Terre et Saturne seront-elles en conjonction
ou en opposition ?
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Observations - simulations
La prochaine disparition des anneaux aura lieu le
4 septembre 2009.
Position de la Terre ?
Positions de Saturne.
On peut hésiter entre les en B ou D.
Les éphémérides donnent longitude écliptique de
Saturne de 169 40'.
Le Soleil sera presque dans la même direction,
(longitude 180 à léquinoxe dautomne quelques
jours plus tard.
Presque la conjonction (17 septembre).
Lobservation sera difficile.
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Observations - simulations
En quelle année et mois aura lieu la prochaine
disparition ?
2009 14 ans et 11 mois
Ceci reporte 2024, avant léquinoxe de printemps.
Tout ceci peut se vérifier avec

• un logiciel tel Stellarium.

• une simulation par Géogébra

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Stellarium simulation
Lancer Stellarium
1 - Passage de la Terre dans le plan des anneaux

• Se placer avec le menu Configuration/Dates
  heures au 1er janvier 2008 0 heure
• Avec le menu Recherche dobjet sélectionner
  Saturne
• Zoomer sur Saturne en repoussant la molette de
  la souris jusquà avoir Saturne et lanneau plein
  écran.
• En appuyant sur la touche faire avancer le
  temps de jour en jour pour voir évoluer lanneau
  (pour revenir en arri re touche -).
• Rechercher la disparition de lanneau. Noter le
  jour. On peut affiner lheure.
• En zoom inverse faire apparaître le ciel,
  lhorizon et le Soleil pour situer Saturne.

A quelle heure pourra t-on voir Saturne ?

• rechercher la conjonction Soleil Saturne

17 septembre 2009
19
Stellarium simulation
2 - Passage du Soleil dans le plan des anneaux

• Se placer dans le Soleil
• sélectionner le Soleil par le menu Recherche
  dobjet
• faire CTRL shift g pour se placer sur le
  Soleil
• sélectionner Saturne le menu Recherche dobjet
• zoomer pour revoir les anneaux plein écran
• rechercher la date de disparition des anneaux
• discussion

10 août 2009
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Stellarium simulation
3 - Passage suivant
Revenir les pieds sur Terre sélectionner la
Terre par le menu Recherche dobjet faire
CTRL shift g pour se placer sur le Soleil
sélectionner Saturne le menu Recherche dobjet
zoomer pour revoir les anneaux plein écran
rechercher la date de disparition des anneaux
discussion En avançant dannée en année, puis
de mois en mois et jour en jour trouver la
prochaine disparition des anneaux.
4 septembre 2009
Dates ?
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Stellarium simulation
4 - Histoire
On peut aussi vérifier que quelques mois après
lobservation de laspect non circulaire de
Saturne par Galilée en 1610, il y eut une
disparition de lanneau.
Le 26 juin 1612 le 17 février 1613
On peut aussi vérifier que quelques mois après
lobservation de laspect non circulaire de
Saturne par Galilée en 1610, il y eut une
disparition de lanneau. Dates le 26 juin 1612
et aussi le 17 février 1613.
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Simulation par Géogébra
Boutons visibilité
Lancer Géogébra Charger le fichier
passage_plan_anneaux.ggb
Orbite saturne
Anneaux Saturne
Inclinaison
Date
Déphasage Terre
Curseur dates entre TA et TB
Encadrement dates
Axe Terre Saturne
Bonne promenade
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P r o m e n a d e Saturne a u t o u r d e
Photos NASA
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
29
(No Transcript)
30
(No Transcript)
31
(No Transcript)
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Prométhée
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Mimas
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(No Transcript)
35
(No Transcript)
36
(No Transcript)
37
(No Transcript)
38
Thétys et lanneau
39
cyclones
40
Encélade
41
Dioné
42
Encélade
Epaisseur des anneaux 1 km
43
Titan
44
(No Transcript)
45
(No Transcript)
46
Dioné
47
(No Transcript)
48
Rhéa
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cyclones
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(No Transcript)
51
(No Transcript)
52
Saturne en infrarouge
53
(No Transcript)
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F i n