Satellites naturels de Saturne

Les huit premières lunes de Saturne furent découvertes par observation directe à l'aide du télescope optique. La plus grande, Titan, fut découverte en 1655 par Christian Huygens grâce à un objectif de 57 mm monté sur une lunette astronomique de sa conception[4]. Giovanni Domenico Cassini[5] découvrit Japet et Rhéa en 1671[6] puis Téthys et Dioné en 1684[7]. Mimas et Encelade furent découvertes en 1789 par William Herschel. Hypérion fut découvert en 1848 par William Cranch Bond, George Phillips Bond et William Lassell[8].

L'utilisation de plaques photographiques à longue durée d'exposition permit la découverte de nouveaux satellites. Le premier découvert par cette technique fut Phœbé, identifié en 1899 par W.H. Pickering[9]. En 1966, le dixième satellite de Saturne fut découvert par Audouin Dollfus en observant les anneaux de Saturne par la tranche près d'un équinoxe[10]. Il fut plus tard nommé Janus. Les astronomes réalisèrent en 1978 que les observations de 1966 impliquaient la présence d'un autre satellite dont l'orbite était similaire à Janus. Cette 11^e lune de Saturne est maintenant connue sous le nom d'Épiméthée. En 1980, trois satellites supplémentaires, les troyens Hélène, Télesto et Calypso furent découverts depuis des télescopes au sol puis identifiés par la suite par les sondes du programme Voyager.

Thémis, satellite qui aurait été découvert en 1905[11], n'existe en fait pas[12].

Quatre lunes de Saturne sont visibles sur cette image prise par la sonde Cassini : Titan (le plus grand) et Dioné en bas, le petit Prométhée (sous les anneaux) et le minuscule Télesto au-dessus du centre.

L'étude des planètes externes du système solaire a été révolutionnée par l'usage de sondes spatiales automatisées. L'arrivée des sondes Voyager près de Saturne en 1980-1981 a permis la découverte de trois nouvelles lunes, Atlas[13] - [14], Prométhée[15] - [16] et Pandore[15] - [17], amenant le nombre de lunes connues à dix-sept. De plus, les astronomes eurent la confirmation qu'Épiméthée[18] était distinct de Janus[19]. En 1990, Pan fut découvert dans des images d'archive de Voyager[20] - [21].

La mission Cassini, qui arriva autour de Saturne à l'été 2004, découvrit trois petites lunes intérieures dans un premier temps : Méthone[22] et Pallène[23] sont entre Mimas et Encelade et Pollux[24] est la deuxième lune lagrangienne de Dioné[25]. Elle détecta trois lunes qui n'ont pas fait l'objet de confirmation dans l'anneau F[26]. En novembre 2004, les scientifiques du programme Cassini annoncèrent que la structure des anneaux de Saturne implique la présence de plusieurs lunes supplémentaires en orbite au sein de ces anneaux, dont une seule, Daphnis a été confirmée (en 2005)[27] - [28]. En 2007, la découverte d'Anthée est annoncée[29], puis celle d'Égéon en 2009[30].

L'étude des lunes de Saturne a également été facilitée par les progrès de l'instrumentation des télescopes, principalement l'introduction des dispositifs numériques qui ont remplacé les plaques photographiques. Une mission d'observation menée en 2000 a permis de découvrir douze autres lunes en orbite à une grande distance de Saturne (Ymir[31], Paaliaq[32] - [33], Siarnaq[34], Tarvos[35] - [36], Kiviuq[37], Ijiraq[38] - [39], Thrymr[40], Skathi[41], Mundilfari[42] - [43], Erriapo[44] - [45], Albiorix[46] - [47] et Suttungr[48] - [49]). Il pourrait s'agir de fragments de corps plus importants capturés par l'attraction gravitationnelle de Saturne[50].

Une équipe d'astronomes de l'université de Hawaï a découvert Narvi[51] en 2003[52] au moyen du télescope Subaru de 8,2 mètres, puis vers la fin de l'année 2004, douze autres satellites extérieurs (S/2004 S 7[53], Fornjot[54], Farbauti[55], Ægir[56], Bebhionn[57], S/2004 S 12[58], S/2004 S 13[59], Hati[60], Bergelmir[61], Fenrir[62], S/2004 S 17[63] et Bestla[64])[65]. Le 26 juin 2006, la même équipe a découvert neuf petits satellites extérieurs supplémentaires : Hyrrokkin[66] - [67], S/2006 S 1[68], Kari[69], S/2006 S 3[70], Greip[71], Loge[72], Jarnsaxa[73], Surtur[74] et Skoll[75] - [76]. La découverte de Tarqeq[77] - [78] était annoncée le 13 avril 2007 et celle de S/2007 S 2[79] et S/2007 S 3[80] suit de près, le 1^er mai[81].

Début octobre 2019 est annoncée la découverte de vingt nouveaux satellites irréguliers observés entre 2004 et 2007, portant le total des satellites connus de Saturne à 82. Onze ont été annoncés le 7 octobre : S/2004 S 20[82], S/2004 S 21[83], S/2004 S 22[84], S/2004 S 23[85], S/2004 S 24[86], S/2004 S 25[87], S/2004 S 26[88], S/2004 S 27[89], S/2004 S 28[90], S/2004 S 29[91] et S/2004 S 30[92]. Les neuf autres ont été annoncés le lendemain : S/2004 S 31[93], S/2004 S 32[94], S/2004 S 33[95], S/2004 S 34[96], S/2004 S 35[97], S/2004 S 36[98], S/2004 S 37[99], S/2004 S 38[100] et S/2004 S 39[101]. Deux de ces satellites appartiennent au groupe inuit (S/2004 S 29 et 31), un au groupe gaulois (S/2019 S 24) et les dix-sept autres au groupe nordique. Un concours est ouvert du 7 octobre au 6 décembre 2019 afin que le grand public propose des noms pour ces 20 nouveaux satellites.

Le 8 octobre 2019 est également annoncée la confirmation de deux satellites découverts antérieurement et observés de 2004 à 2007 : S/2006 S 3[102] et S/2007 S 2[103]. Le 25 novembre 2019 est annoncée la confirmation de S/2006 S 1, observé de 2005 à 2007[104].

Le 16 novembre 2021 est annoncée la découverte et confirmation de S/2019 S 1[105], qui appartient au groupe inuit.

Le 24 août 2022, dix satellites dont la découverte a été annoncée en 2019 sont nommés : Gridr, Angrboda, Skrymir, Gerd, Eggther, Beli, Gunnlod, Thiazzi, Alvaldi et Geirrod.

Le 12 octobre 2022 est annoncée la confirmation de cinq satellites : S/2007 S 3[106], S/2004 S 7[107], S/2004 S 12[108], S/2004 S 17[109] et S/2004 S 13[110].

En mai 2023 est annoncée la découverte de 62 nouveaux satellites irréguliers (7 du groupe inuit, 2 du groupe gaulois et 53 du groupe nordique), tous confirmés, faisant plus que doubler le nombre de satellites irréguliers de Saturne connus (qui passe de 59 à 121) et menant le total des satellites connus de Saturne à 145[111] - [112]. Le 3 mai est annoncée la découverte de six nouveaux satellites : S/2020 S 1[113], qui appartient au groupe inuit, et S/2006 S 9[114], S/2004 S 40[115], S/2019 S 2[116], S/2019 S 3[117] et S/2020 S 2[118], qui appartiennent au groupe nordique. La découverte de S/2007 S 5, satellite du groupe nordique initialement annoncé le même jour sous la désignation erronée S/2007 S 4[119] (correspondant à Anthée), est de ce fait rétractée[120] avant d'être réannoncée sous la désignation correcte le 5 mai[121]. Ce même 5 mai est annoncée la découverte de deux autres satellites : S/2020 S 3[122], du groupe inuit, et S/2019 S 4[123], du groupe nordique. Le 6 mai est annoncée la découverte de sept satellites supplémentaires : S/2004 S 41[124], S/2007 S 6[125], S/2004 S 42[126], S/2006 S 10[127] et S/2019 S 5[128], qui appartiennent au groupe nordique, et S/2020 S 4[129] et S/2020 S 5[130], qui appartiennent au groupe inuit. La découverte de cinq autres satellites est annoncée le 7 mai : S/2004 S 43[131], S/2004 S 44[132], S/2004 S 45[133] et S/2006 S 11[134], qui appartiennent au groupe nordique, et S/2006 S 12[135], qui appartient au groupe gaulois. La découverte de dix satellites supplémentaires est annoncée le 8 mai : S/2019 S 6[136], qui appartient au groupe inuit, et S/2006 S 13[137], S/2019 S 7[138], S/2019 S 8[139], S/2019 S 9[140], S/2004 S 46[141], S/2019 S 10[142], S/2004 S 47[143], S/2019 S 11[144] et S/2006 S 14[145], qui appartiennent au groupe nordique. Le 9 mai y sont ajoutés 3 autres satellites du groupe nordique : S/2019 S 12[146], S/2020 S 6[147] et S/2019 S 13[148]. Sept autres satellites suivent le 10 mai : S/2005 S 4[149] et S/2019 S 14[150], qui appartiennent au groupe inuit, S/2007 S 7[151], S/2020 S 7[152], S/2019 S 15[153] et S/2005 S 5[154], qui appartiennent au groupe nordique, et S/2007 S 8[155], qui appartient au groupe gaulois. Puis le 15 mai S/2006 S 15[156], S/2006 S 16[157], S/2006 S 17[158], S/2004 S 48[159], S/2020 S 8[160], S/2004 S 49[161], S/2004 S 50[162], S/2006 S 18[163], S/2019 S 16[164], S/2019 S 17[165], S/2019 S 18[166], S/2019 S 19[167], S/2019 S 20[168], S/2006 S 19[169], S/2004 S 51[170], S/2020 S 9[171], S/2004 S 52[172] et enfin le 16 mai S/2007 S 9[173], S/2004 S 53[174], S/2020 S 10[175], S/2019 S 21[176]. Tous ces satellites, d'un diamètre d'environ 2 à 4 kilomètres, ont été découverts ou suivis par Edward Ashton et ses collaborateurs pendant leur relevé de 2019 à 2021 avec le télescope Canada-France-Hawaï (CFHT), décrit dans un article de 2021[177] où ils listent environ 80 nouveaux candidats satellites de Saturne[178].

Au 11 mai 2023, 145 satellites[111] sont connus autour de Saturne, dont 144 confirmés (63 numérotés et nommés, 3 numérotés non nommés, les autres en attente de numérotation). Un objet est encore en attente de confirmation : S/2009 S 1.

Le passage de Daphnis dans la lacune de Keeler provoque des vagues sur les bords de l'anneau A.

Les satellites bergers sont des lunes qui orbitent à l'intérieur ou juste à la limite d'un système d'anneaux planétaires, en sculptant les bords ou en créant des lacunes entre eux. Les satellites bergers de Saturne sont Pan (dans la division d'Encke), Daphnis (dans la division de Keeler), Atlas (satellite berger externe de l'anneau A), Prométhée (satellite berger interne de l'anneau F) et Pandore (satellite berger externe de l'anneau F).

Ces lunes se sont probablement formées par accrétion de matériaux de l'anneau sur un cœur massif et dense préexistant. Ce cœur, d'environ la moitié à un tiers de la masse actuelle du satellite, pourrait être lui-même le débris de la désintégration d'un satellite plus ancien[184].

Quatre objets identifiés dans l'anneau A par Cassini.

En mars 2006, quatre objets ont été identifiés sur les images de l'anneau A prises par la sonde Cassini lors de son insertion en orbite autour de la planète le 1^er juillet 2004[185] - [186] - [187]. Contrairement à Pan et Daphnis, qui sont assez massifs pour nettoyer l'espace autour d'eux et créer une division, ces minuscules satellites ne perturbent l'anneau que sur une dizaine de kilomètres en avant et en arrière de leur orbite, créant des structures en forme d'hélice (propeller en anglais) : ils sont ainsi appelés « satellites (ou lunes) à hélice » (propeller moons en anglais). Ils apparaissent donc comme deux traits clairs sur la surface de l'anneau[188]. Cette découverte fut exceptionnelle car c'était la première fois que l'on découvrait à cet endroit des objets plus gros que les plus gros composants des anneaux détectés jusqu'alors (d'une taille de l'ordre de 1 cm à 10 m) mais plus petits que les plus petits satellites connus à ce moment-là (plusieurs kilomètres)[189]. Les hélices mesurent typiquement quelques kilomètres à quelques centaines de kilomètres[190] de long de part et d'autre de ces lunes, lesquelles mesurent elles-mêmes quelques dizaines de mètres à un ou deux kilomètres de long[185] - [186] - [187] - [191] - [192] - [193].

En 2007, plus de 150 objets de ce type avaient été observés[194]. Ils sont tous situés dans trois bandes étroites de l'anneau A entre 126 750 km et 132 000 km du centre de Saturne. Chaque bande a une largeur d'environ 1 000 km (moins de 1 % de la largeur totale des anneaux). Ces régions sont relativement libres de toute perturbation liée à une résonance avec d'autres satellites, même si ce n'est pas une condition suffisante, puisque d'autres régions peu perturbées ne contiennent pas de lune[195]. Ces lunes sont probablement des résidus de la dislocation d'un satellite plus grand[195]. Des estimations indiquent qu'il existerait 7 à 8 000 satellites à hélice de plus de 800 mètres dans l'anneau A et des millions de plus de 250 mètres[195]. Des objets de ce type semblent également se trouver dans la partie extérieure de l'anneau A (« trans-Encke »)[191]. Certains de ces objets auraient des orbites non képlériennes[191].

Des objets similaires pourraient exister dans l'anneau F[195]. Dans cet anneau, des jets de matière ont été observés, qui pourraient être issus de collisions entre de petites lunes et le cœur de l'anneau F, ces collisions étant initiées par la présence proche de Prométhée. Une des plus grandes lunes de l'anneau F est l'objet S/2004 S 6, dont la présence n'a pas été confirmée. L'anneau F contient également des spirales de matière, qui seraient dues à des objets encore plus petits (environ un kilomètre de diamètre), orbitant près de l'anneau F[196].

En 2009, la découverte d'Égéon a été annoncée dans l'anneau G, entre Janus et Mimas. Son orbite est en résonance 7:6 avec Mimas : lorsqu'Égéon fait 7 fois le tour de Saturne, Mimas en fait exactement 6. Égéon, d'un diamètre d'environ 500 m est un des plus grands objets dans l'anneau, ce qui suggère qu'il en est une des principales sources de matériau[30].

Un peu plus tard, à l'été 2009, une nouvelle lune, S/2009 S 1, était découverte dans l'anneau B. Cette lune a été découverte par l'ombre qu'elle projette sur l'anneau. Son diamètre est estimé à 300 m[197]. Contrairement aux lunes de l'anneau A, elle ne crée pas de perturbation en forme d'hélice, probablement parce que l'anneau B est plus dense[198].

Image en fausse couleur d'Encelade prise par Cassini en 2005. Les « rayures du tigre » sont situées en bas à droite, près du terminateur.

Quatre satellites majeurs internes de Saturne orbitent dans l'anneau E, en compagnie des trois petites lunes du groupe des Alcyonides.

Mimas, avec un diamètre de 396 km, est la plus petite des quatre. Elle est de forme ovoïde, légèrement aplatie au niveau des pôles et renflée au niveau de l'équateur. La face avant de Mimas est marquée par un large cratère de 130 kilomètres de diamètre, nommé cratère Herschel. Sa surface est dominée par la présence de cratères d'impacts, et ne présente pas de trace d'activité géologique.

Encelade a un diamètre de 504 km, et est la deuxième plus petite des lunes majeures internes de Saturne. C'est le plus petit objet géologiquement actif du système solaire. Sa surface est assez diverse avec des zones très cratérisées, tandis que d'autres ont un aspect plus lisse. En 2005, la sonde Cassini a permis la découverte au pôle sud d'Encelade de la présence de profondes fissures parallèles, d'une longueur de 130 kilomètres chacune, qui ont été nommées rayures du tigre[199] - [200]. La température au niveau de ces rayures atteint les 180 K, ce qui est bien plus chaud que le reste de la lune. La sonde a également observé la présence de geysers de fines particules glacées, dont l'origine coïncide avec les points les plus chauds des rayures du tigre[199] - [200]. La matière éjectée alimente l'anneau E, et est une source importante, sinon dominante de la magnétosphère de Saturne[201]. La source d'énergie de cette activité pourrait être liée aux effets de marée dus à Saturne, et au déplacement de l'orbite d'Encelade sous l'influence de Dioné[199] - [200]. Encelade pourrait contenir de l'eau liquide sous la surface du pôle sud[199] - [200].

Téthys, avec 1 066 km de diamètre, est la 5^e plus grande lune de Saturne (et la deuxième des lunes internes). Sa surface est caractérisée par la présence d'une gigantesque faille, Ithaca Chasma, qui barre une partie de sa surface, et du cratère Odyssée, d'un diamètre de 400 km. Ithaca Chasma est presque concentrique avec le cratère Odyssée, et ces deux formations géologiques pourraient être liées[202]. Téthys n'a pas d'activité géologique visible. La majorité de sa surface est fortement cratérisée, et l'hémisphère opposé à Odyssée présente une surface plus jeune. La densité de Téthys (0,97 g/cm³) est inférieure à celle de l'eau, ce qui indique que la lune est composée majoritairement de glace, avec une faible proportion de roches[203].

Dioné, avec ses 1 123 km de diamètre, est le 4^e plus grand satellite de Saturne et la plus grande des lunes internes. La majorité de sa surface est couverte de cratères d'impact, mais fait apparaître des filaments qui correspondent à des falaises de glace de quelques centaines de mètres de hauteur, ce qui indique une activité géologique dans le passé[204]. Les mesures de Cassini montrent que Dioné est une source de plasma dans la magnétosphère de Saturne, ce qui indique qu'il pourrait toujours être géologiquement actif, à une échelle moins importante qu'Encelade[205].

Les Alcyonides sont un groupe de trois satellites, Méthone, Anthée et Pallène, qui orbitent entre Mimas et Encelade. Avec un diamètre de moins de 5 km, ils font partie des plus petites lunes identifiées à ce jour dans le système de Saturne.

Les images de Cassini montrent des arcs très fins qui s'étendent à l'avant et à l'arrière de l'orbite de Méthone et Anthée. Ces arcs pourraient être issus de matériaux arrachés par des impacts de micrométéorites et confinés dans une étroite région de l'orbite des deux lunes par la résonance avec Mimas[206].

Épiméthée devant Titan.

Janus et Épiméthée sont des lunes co-orbitales. Elles possèdent à peu près la même taille, respectivement 179 et 113 kilomètres de diamètre, et leurs orbites n'ont que quelques kilomètres d'écart. Il est possible qu'elles soient condamnées à entrer en collision, mais cela n'est pas du tout certain : lorsque ces deux lunes s'approchent l'une de l'autre la gravité accélère celle qui est derrière, qui se retrouve donc sur une orbite plus haute. Celle qui est devant ralentit et se retrouve plus bas ; ainsi elles échangent leurs orbites tous les quatre ans environ[207].

Les satellites troyens sont un autre genre de co-orbitaux : ils orbitent à la même distance qu'une autre lune, mais aux points de Lagrange L₄ et L₅, c'est-à-dire qu'ils sont situés à 60° en avant ou en arrière sur l'orbite. La stabilité d'un tel système fait que ces satellites n'entrent jamais en collision.

Téthys possède deux petits satellites troyens, Télesto et Calypso ; Dioné en possède également deux, Hélène et Pollux.

Les lunes majeures externes de Saturne orbitent au-delà de l'anneau E.

Rhéa, avec un diamètre de 1 528 km, est la deuxième plus grande lune de Saturne. Rhéa a une surface cratérisée assez classique, à l'exception de quelques marques claires. Rhéa a également deux bassins d'impact sur la face opposée à Saturne. Le premier, Tirawa, a un diamètre de 360 km, à peu près équivalent au cratère Odyssée sur Téthys. Le second, Mamaldi, a un diamètre de 480 km et est beaucoup plus ancien. En 2008, Cassini a détecté une modification du flux d'électrons piégés par le champ magnétique de Saturne, qui aurait pu être causée par la présence d'un anneau autour de la lune[208]. Toutefois, la présence de cet anneau n'a pas pu être confirmée, et une autre explication devra être trouvée au phénomène[209]. Aucune évidence d'activité interne n'a été observée sur Rhéa.

Titan est la plus grande lune de Saturne et son diamètre de 5 151 km en fait la deuxième plus grande lune du système solaire après Ganymède autour de Jupiter. Parmi toutes les lunes du Système solaire, c'est la seule qui possède une atmosphère dense, majoritairement composée d'azote. Titan est principalement composé d’eau sous forme glacée et de roches. Son épaisse atmosphère a longtemps empêché l’observation de sa surface jusqu’à l’arrivée de la mission Cassini-Huygens en 2004, laquelle a permis la découverte de milliers de lacs d’hydrocarbures liquides (éthane et méthane principalement) dans les régions polaires du satellite, particulièrement autour du pôle Nord où l'on en trouve 25 fois plus qu'autour du pôle Sud. Du point de vue géologique, sa surface est jeune : quelques montagnes ainsi que des cryovolcans éventuels y sont répertoriés, mais la surface de Titan demeure relativement plate et lisse avec peu de cratères d’impact observés. Le climat — qui comprend des vents et de la pluie de méthane — crée sur la surface des caractéristiques similaires à celles rencontrées sur Terre, telles des dunes et des côtes, et, comme sur Terre, il possède des saisons. Avec ses liquides (à la fois à la surface et sous la surface) et son épaisse atmosphère d’azote, Titan est perçu comme un analogue de la Terre primitive, mais à une température beaucoup plus basse. Le satellite est cité comme un possible hébergeur de vie extraterrestre microbienne ou, au moins, comme un environnement prébiotique riche en chimie organique complexe[210]. Certains chercheurs suggèrent qu’un possible océan souterrain pourrait servir d’environnement favorable à la vie[211].

Hypérion est le voisin le plus proche de Titan dans le système saturnien. Leurs orbites sont bloquées dans une résonance 4:3 : à chaque fois que Titan fait quatre tours de Saturne, Hypérion en fait exactement trois. Avec un diamètre d'environ 270 km, Hypérion est plus petite et légère que Mimas. Sa forme est très irrégulière, et sa densité (environ 0,55 g/cm³) indique que sa porosité dépasse les 40 %, même s'il était composé uniquement de glace[212]. Sa surface est couverte de cratères contigus si nombreux et aux marges si fines que la vue d'ensemble de ce satellite fait penser à une pierre ponce. Les images de Voyager 2 ainsi que les mesures ultérieures de photométrie terrestre indiquent que la rotation d'Hypérion est chaotique, c'est-à-dire que son axe de rotation varie si fortement qu'il ne possède pas de pôle ou d'équateur bien défini, et que son orientation dans l'espace est impossible à prédire[213].

Crête équatoriale de Japet.

Japet est la troisième plus grande lune de Saturne, avec un diamètre de 1 471 km. En orbite autour de la planète à plus de 3,5 millions de kilomètres, elle est de loin la plus éloignée des grandes lunes de Saturne. Japet est connue depuis longtemps pour sa coloration, l'un de ses hémisphères étant particulièrement brillant tandis que l'autre est très sombre. Le matériau sombre actuel serait le résidu de la sublimation de la glace d'eau à la surface de Japet, peut-être noirci par exposition à la lumière du Soleil. La glace se sublime de préférence sur le côté sombre, qui est plus chaud, et précipite sur le côté clair et les pôles, qui sont plus froids[214]. L'origine du matériau sombre pourrait être expliqué par la découverte en 2009 d'un vaste anneau presque invisible à l'intérieur de l'orbite de Phœbé. Les scientifiques pensent que cet anneau est composé de poussières et de particules de glaces arrachées à Phœbé par l'impact de météorites. Comme Phœbé, ces particules orbitent dans le sens inverse de Japet, et se déposent progressivement sur Japet, laissant une couche sombre sur sa face avant[215]. Japet ne présente aucune trace d'activité géologique.

Les satellites irréguliers de Saturne.
La position de chaque satellite représente : * Le demi-grand axe de l'orbite sur l'axe horizontal (en millions de km). * L'inclinaison sur l'axe vertical. Les satellites en dessous de l'axe horizontal (i>90) sont rétrogrades. La taille du cercle indique la taille relative du satellite. Les barres horizontales indiquent les variations de distance du satellite par rapport à Saturne. L'illustration montre les trois groupes : le groupe inuit en haut, le groupe gaulois juste en dessous, et le groupe nordique en dessous de l'axe horizontal.

La grande majorité des satellites de Saturne — 121 sur 145 — sont irréguliers. Ces satellites sont divisés en trois groupes sur la base de leur inclinaison orbitale : deux groupes progrades, à savoir le groupe inuit et le groupe gaulois, et un groupe rétrograde beaucoup plus peuplé mais aussi plus dispersé, à savoir le groupe nordique.

Le groupe inuit comprend quinze satellites sur des orbites dont le demi-grand axe est compris entre 11 et 18 millions de km, l'inclinaison entre 40° et 50° et l'excentricité entre 0,12 et 0,48. Ils portent le nom de divinités inuites. Ce groupe semble pouvoir se subdiviser en plusieurs sous-groupes sur la base du demi-grand axe[216] : un groupe autour de Kiviuq, qui comprend également Ijiraq, S/2019 S 1, S/2020 S 1 et S/2005 S 4 ; Paaliaq, qui semble isolé ; un groupe autour de Siarnaq, qui comprend également Tarqeq, Saturne LX, S/2004 S 31, S/2020 S 3, S/2020 S 4, S/2020 S 5 et S/2019 S 14 ; et S/2019 S 6, qui semble aussi isolé. À l'exception de Ijiraq, ils présentent un spectre homogène avec une origine commune résultant de la dislocation d'un objet plus grand[217]. Mais une explication de la différence des paramètres orbitaux reste à trouver.

Le groupe gaulois est un ensemble de sept satellites ayant une orbite prograde autour de Saturne. Leur demi-grand axe varie entre 16 et 19 millions de km, leur inclinaison entre 35° et 40°, et leur excentricité entre 0,48 et 0,53. Ces similarités indiquent que ce groupe pourrait être le résultat de la désintégration d'un objet plus grand[217]. Ils portent le nom de divinités gauloises. Les membres du groupe gaulois sont Albiorix, S/2007 S8, Bebhionn, Erriapus, Tarvos, S/2006 S12 et S/2004 S 24. Le deux derniers sont plus séparés du reste du groupe, particulièrement S/2004 S 24. Albiorix est le plus grand du groupe avec un diamètre de plus de 30 km.

Le groupe nordique est un large ensemble de lunes irrégulières de Saturne. Ces lunes ont une orbite rétrograde, dont le demi-grand axe s'étend entre 12 et 24 millions de km, l'inclinaison entre 136° et 175° et l'excentricité entre 0,13 et 0,77.

Le groupe nordique est composé de 99 lunes externes portant le nom de divinités nordiques : Phœbé, Skathi, Narvi, Mundilfari, Suttungr, Thrymr, Ymir, Ægir, Bergelmir, Bestla, Farbauti, Fenrir, Fornjot, Greip, Hati, Hyrrokkin, Jarnsaxa, Kari, Loge, Skoll, Surtur, S/2004 S 7, S/2004 S 12, S/2004 S 13, S/2004 S 17, Gridr, S/2004 S 21, Angrboda, Skrymir, Gerd, Saturne LVIII, Eggther, S/2004 S 28, Beli, Gunnlod, Thiazzi, Saturne LXIV, Alvaldi, S/2004 S 36, S/2004 S 37, Geirröd, S/2004 S 39, S/2006 S 1, S/2006 S 3, S/2007 S 2, S/2007 S 3.

À l'inverse des groupes inuit et gaulois, les paramètres orbitaux sont assez différenciés et le groupe nordique pourrait être décomposé en plusieurs sous-groupes[217].

Phœbé, avec ses 214 km de diamètre, est de loin le plus grand des satellites irréguliers. Son orbite est rétrograde, et il tourne sur son axe en 9,3 heures[218]. Phœbé a été la première lune de Saturne à être observée en détail par la sonde Cassini, en juin 2004. Au cours du survol, Cassini a pu cartographier 90 % de la surface de la lune. Phœbé a une forme presque sphérique et une densité relativement élevée de 1,6 g/cm³. Les images de Cassini ont révélé une surface sombre, constellée de cratères d'impacts (environ 130 cratères de plus de 10 km de diamètre)[219]. Phœbé évolue au sein d'un anneau ne pouvant être mis en évidence qu'en infrarouge en raison de sa faible densité. Cet anneau est particulièrement grand, d'une extension de 20 fois le diamètre de Saturne, il commence à environ 6 millions de km de sa surface et se termine à 12 millions de km environ[215]. Phœbé serait à l'origine de cet anneau lointain, alimenté par la poussière arrachée au satellite lors d'impacts météoritiques[215]. Il serait également la cause de l'aspect particulier de Japet, qui a une de ses faces noire et l'autre très blanche, les poussières de l'anneau percutant la surface de Japet[215].

Les objets suivants (observés par Cassini) n'ont pas été confirmés comme des corps solides. Il n'est pas encore clair si ces satellites sont réels ou simplement des amas persistants au sein de l'anneau F.

Nom	Image	Diamètre (km)	Demi grand axe (km)[207]	Période orbitale (j)[207]	Position	Année de découverte
S/2001 S 4					Anneau F	2001
S/2001 S 7					Anneau F	2001
S/2004 S 3		≈ 3−5	≈ 140 300	≈ +0,619	Anneau F	2004
S/2004 S 4		≈ 3−5	≈ 140 300	≈ +0,619	Anneau F	2004
S/2004 S 6		≈ 3–5	≈ 140 130	+0,61801	Anneau F	2004

La lune mineure « Earhart » de 400 mètres dans l'anneau A de Saturne, juste à l'extérieur de la division d'Encke.

L'hélice de la lune Blériot.

Ces mini-lunes (voir Satellites des anneaux ci-dessus) ont été informellement nommées par l'équipe de Cassini d'après des aviateurs célèbres[224]. Parmi ces lunes, peuvent être citées :

• Nommés (par ordre alphabétique) :
  • Blériot[191] - [190] - [225] (rayon de Hill estimé à 615 m[190]), nommé d'après Louis Blériot
  • Curtiss[191], nommé d'après Glenn Curtiss
  • Earhart[191] - [226] - [190] - [225] (rayon de Hill estimée à 370 m[190]), nommé d'après Amelia Earhart[227]
  • Hinkler[191], nommé d'après Bert Hinkler
  • Kingsford Smith[191], nommé d'après Charles Kingsford Smith
  • Lindbergh[191], nommé d'après Charles Lindbergh
  • Post[191], nommé d'après Wiley Post
  • Richthofen[191], nommé d'après Manfred von Richthofen
  • Santos-Dumont[191] - [226] - [225], nommé d'après Alberto Santos-Dumont
  • Sikorsky[191], nommé d'après Igor Sikorsky
  • Wright[191], nommé d'après Orville et Wilbur Wright
  • Peggy (nommé d'après la belle-mère du découvreur et non un aviateur)[228]
• Numérotés mais non-nommés (observés une seule fois[191]) :
  • 116-006-A[191]
  • 035-076-A[191]
  • 070-030-A[191]
  • 035-296-A[191]
  • 064-163-A[191]
  • 070-106-A[191]
  • 070-074-A[191]
  • 043-069-A[191]
  • 035-153-B[191]
  • 035-193-A[191]
  • 064-076-A[191]
  • 064-092-A[191]
  • 064-133-A[191]
  • 070-136-A[191]
  • 070-028-A[191]
  • 064-222-A[191]
  • 064-114-A[191]
  • 035-189-A[191]
  • 064-007-A[191]
  • 035-164-A[191]
  • 043-053-A[191]
  • 064-073-A[191]
  • 043-083-A[191]
  • 007-199-A[191]
  • 043-212-A[191]

Ils ont tous des diamètres estimés inférieurs à 1,2 km, les plus petits entre 50 et 100 m[191].

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Moons of Saturn » (voir la liste des auteurs).

• Philippe Morel (dir.), Au plus près de Saturne, Coédition Vuibert / Société astronomique de France, décembre 2005 (ISBN 2-7117-5362-X) ;
• Laura Lovett, Joan Horvath et Jeff Cuzy (trad. de l'anglais), Saturne : de Galilée à la mission Cassini-Huygens, Paris, Éditions de la Martinière, octobre 2006, 191 p. (ISBN 2-7324-3486-8).

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• Anneaux de Saturne
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• Satellites naturels de Jupiter
• Satellites naturels d'Uranus
• Satellites naturels de Neptune

• (en) Saturnian Satellite Fact Sheet