solaire, Système - astronomie.

solaire, Système - astronomie. 1 PRÉSENTATION solaire, Système, système planétaire formé par le Soleil et les corps célestes qui gravitent autour de lui. Outre le Soleil, qui est une étoile, ce système comprend huit planètes (depuis le reclassement de Pluton en planète naine en août 2006) et leurs satellites naturels, des planètes naines, des astéroïdes, des comètes, ainsi que des poussières et des gaz interplanétaires. Les dimensions du Système solaire sont généralement exprimées au moyen d'un étalon de distance : l'unité astronomique (UA), qui correspond à la distance moyenne de la Terre au Soleil, soit environ 150 millions de km. La planète naine Pluton, se situant aux confins du Système solaire, à une distance moyenne du Soleil d'environ 5,92 milliards de km (ou 39,5 UA), le Système solaire peut ainsi être décrit comme un disque d'environ 6 milliards de km de rayon. Toutefois, au-delà de l'orbite de Pluton (jusqu'à 50 UA) gravitent encore plusieurs dizaines de milliers d'objets qui forment la ceinture de Kuiper, réservoir de comètes à courte période de révolution (inférieure à 200 ans). Quant aux comètes à longue période de révolution, qui ont des orbites fortement excentriques, elles seraient issues d'une vaste région appelée nuage d'Oort (du nom de l'astronome néerlandais Jan Oort qui en a supposé l'existence en 1950), qui pourrait s'étendre de 20 000 à plus de 150 000 UA (limite de l'attraction gravitationnelle du Soleil). 2 LES PLANÈTES Depuis la nouvelle définition de la notion de planète donnée par l'Union astronomique internationale (UAI) en août 2006 et le reclassement de Pluton en planète naine, le Système solaire ne comprend plus que huit planètes principales. On les divise en deux groupes : les planètes telluriques ou internes (Mercure, Vénus, la Terre et Mars), relativement petites et proches du Soleil, essentiellement composées de roches et de fer ; et les planètes géantes gazeuses ou externes (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune), beaucoup plus grandes, et principalement constituées d'hydrogène, d'hélium et de glace. Mercure est la planète la plus proche du Soleil, mais il y règne probablement les nuits les plus froides de tout le Système solaire. Petite, difficile à observer, elle se déplace très vite autour du Soleil (sa période de révolution est de 88 jours) et tourne lentement sur elle-même (période de rotation à l'équateur de 59 jours). Étonnamment dense, apparemment parce qu'elle possède un coeur en fer exceptionnellement important, Mercure possède une atmosphère ténue qui la protège peu du rayonnement solaire (400 °C le jour, contre - 220 °C la nuit) et des bombardements d'astéroïdes. Vénus est la plus brillante des planètes de notre ciel : elle a été baptisée autrefois Hesperus (« étoile du matin «) ou encore Phosphorus (« étoile du soir «). Entièrement recouverte de nuages de vapeur d'eau et d'acide sulfurique, elle est difficilement observable. Sa surface, notamment, est chauffée à blanc par l'effet de serre provoqué par son atmosphère saturée en dioxyde de carbone, avec une température quasi constante de plus de 460 °C. Vénus est très légèrement plus petite que la Terre ; elle tourne autour du Soleil en 225 jours et sur elle-même en 243 jours. La Terre, notre planète, est la seule du Système solaire à posséder de l'eau liquide en abondance, ainsi qu'une atmosphère riche en oxygène. La vie y est apparue il y a 3,8 milliards d'années (voir origine de la vie) et, grâce à l'enrichissement en oxygène de l'atmosphère induit par l'activité des premières bactéries puis des algues unicellulaires, s'est développée et diversifiée en un nombre considérable de formes (voir histoire de la vie sur Terre). La Terre tourne autour du Soleil en 365,25 jours et sur elle-même en 23 h 56 min. Elle possède un seul satellite naturel, la Lune. Mars est certainement l'une des planètes qui a été le plus tôt découverte, observée et analysée ; celle aussi qui a le plus excité l'imagination des hommes : on a longtemps cru que la « planète rouge « (surnom dû à la richesse en fer de ses roches) abritait, ou avait abrité des formes de vie évoluées. De fait, Mars a certainement possédé autrefois de l'eau liquide à sa surface, mais actuellement son atmosphère de dioxyde de carbone (CO2) est si mince que cette planète est sèche et froide, avec des calottes polaires de dioxyde de carbone solidifié. Deux fois plus petite que la Terre, Mars tourne autour du Soleil en 687 jours, et sur elle-même en un peu plus de 24 heures. Elle possède deux minuscules satellites, Phobos et Deimos. Jupiter est la plus grande des planètes du Système solaire (plus de onze fois la taille de la Terre). Essentiellement formée de gaz, elle est beaucoup moins dense que les autres planètes. Son atmosphère -- un mélange d'hydrogène, d'hélium, de méthane et d'ammoniac -- provoque la formation de nombreux nuages aux magnifiques tons pastel. Par ailleurs, son atmosphère turbulente est froide (environ -150 °C dans les hautes couches atmosphériques) et marquée par des cyclones géants, comme celui de la Grande Tache rouge (grand comme deux fois la Terre). Jupiter se caractérise également par un système de trois anneaux fins et la présence de plus de 60 satellites, dont les 4 plus importants sont Io, Europe, Ganymède et Callisto. Jupiter tourne autour du Soleil en un peu moins de 12 ans, et sur elle-même en un peu moins de 10 heures. Saturne rivalise avec Jupiter pour la taille (près de dix fois celle de la Terre), et présente un système caractéristique d'anneaux formés de blocs de glace de différentes tailles. Elle possède également plus de 50 satellites naturels dont 35 ont été officiellement répertoriés et nommés (le plus connu étant Titan, qui possède une atmosphère). Saturne ressemble encore à Jupiter pour ses périodes de révolution et de rotation : elle tourne autour du Soleil en près de 30 ans, et sur elle-même en un peu plus de 10 heures. Uranus, inconnue des Anciens, apparaît comme une grosse planète bleu-vert inclinée d'un angle de 98° sur le plan de son orbite (cela signifie qu'Uranus tourne sur ellemême dans une position quasi « couchée « sur le plan de sa trajectoire autour du Soleil). Son atmosphère est comparable à celle de Jupiter et de Saturne, avec une teneur plus faible en hydrogène. Elle possède treize anneaux principaux, minces et peu brillants, et 27 petites lunes. Elle tourne autour du Soleil en 84 ans, et sur elle-même en près de 17 heures. Neptune est une planète de taille comparable à Uranus, de couleur bleu sombre, siège de tempêtes géantes incessantes. Comme les autres planètes du système externe, elle possède des anneaux et des satellites (au nombre de huit, avec notamment Triton, qui se distingue par sa taille imposante et son orbite rétrograde). Neptune tourne autour du Soleil en 165 ans et sur elle-même en un peu plus de 16 heures. 3 LES PLANÈTES NAINES La redéfinition de la notion de planète par l'Union astronomique internationale (UAI) le 24 août 2006 s'est accompagnée de la création d'une nouvelle catégorie de corps célestes : les planètes naines. Celles-ci se distinguent des planètes principales par le fait « qu'elles n'ont pas éliminé tout corps susceptible de se déplacer sur une orbite proche «. Les trois premiers membres de cette nouvelle classe d'objets sont Pluton, Éris (anciennement nommée 2003 UB313 et surnommée Xena), et le plus gros des astéroïdes, 1 Cérès. Mais la liste des planètes naines devrait s'allonger avec les nombreux candidats qui attendent d'être découverts dans la ceinture de Kuiper. 4 LES AUTRES CORPS CÉLESTES 4.1 Les astéroïdes Les astéroïdes sont des corps rocheux en orbite autour du Soleil, comme de petites planètes, principalement situés dans la « ceinture d'astéroïdes «, entre Mars et Jupiter. Se comptant par milliers (plus de 7 000 ont été identifiés), les astéroïdes de la ceinture s'échelonnent en taille depuis les 960 km de diamètre de Cérès jusqu'à quelques mètres. Certains ont des orbites particulièrement excentriques, les amenant au plus près du Soleil, ou croisant l'orbite de la Terre. D'autres astéroïdes (quelques dizaines) n'appartiennent pas à la ceinture. En effet, Jupiter a « piégé « deux amas d'astéroïdes, le premier précédant la planète et le second la suivant dans son orbite autour du Soleil ; on les nomme les Troyens. Sources de connaissances sur le développement de notre Système solaire, les astéroïdes peuvent entrer en collision avec la Terre, permettant ainsi la récupération et l'analyse de fragments appelés météorites. Les surfaces de Mercure, de Mars et de plusieurs satellites planétaires (dont la Lune) montrent les traces d'un bombardement intense par des astéroïdes tôt dans l'histoire du Système solaire. Sur Terre, l'érosion a fait disparaître ces signes, sauf pour quelques cratères d'impacts plus récents. 4.2 Les comètes Les comètes sont des agrégats de poussières et de gaz gelés, de 1 à 10 km de diamètre. La plupart des comètes à longues périodes (supérieures à 200 ans) seraient issues d'une vaste sphère entourant le Soleil, située loin à l'extérieur des orbites planétaires (entre 30 000 UA et 60 000 UA), connue sous le nom de nuage d'Oort, du nom de l'astronome hollandais Jan Oort qui a suggéré son existence en 1950. Par ailleurs, les comètes à courtes périodes (inférieures à 200 ans) proviennent de la ceinture de Kuiper (du nom de l'astronome américain d'origine hollandaise Gerard Kuiper qui a théorisé son existence en 1951), qui s'étend au-delà de l'orbite de Neptune, entre 30 et 50 UA. Du fait de leur trajectoire particulièrement longue, les comètes sont soumises à de multiples influences, qui peuvent les amener au centre du Système solaire, sous l'attraction du Soleil et des planètes. À proximité du Soleil, la glace qui compose la comète s'échauffe, libérant ses poussières et ses gaz pour former une chevelure et une queue spectaculaires. Jupiter, notamment, exerce une forte influence sur les comètes, allant parfois jusqu'à infléchir définitivement leur orbite. C'est le cas de la comète de Halley, qui traverse désormais le Système solaire tous les 76 ans. Son dernier passage a eu lieu en 1986. En 1992, la comète Shoemaker-Levy 9 a explosé au voisinage du Jupiter, projetant dans son atmosphère très dense de multiples fragments. La collision a notamment été observée par la sonde spatiale Galileo, venue se placer en orbite autour de la planète géante. Les données recueillies par Galileo lors de cet événement exceptionnel ont permis aux astrophysiciens d'approfondir leurs connaissances sur la composition des comètes et de Jupiter. 5 MOUVEMENT DES PLANÈTES ET DE LEURS SATELLITES Un observateur situé à l'extérieur du Système solaire, loin au-dessus du pôle Nord de la Terre, pourrait percevoir le trajet des planètes, tournant dans le sens contraire des aiguilles d'une montre autour du Soleil. Cet observateur constaterait que le Système solaire est remarquablement plan, puisque seules Mercure et Pluton présentent des orbites manifestement inclinées par rapport aux autres. Enfin, l'orbite de Pluton est si excentrique qu'il lui arrive parfois de se trouver plus près du Soleil que Neptune. Les satellites imitent en règle générale le comportement de leur planète, mais il y a des exceptions. Certains des satellites de Jupiter, de Saturne et de Neptune se déplacent autour de leur planète selon des orbites rétrogrades (dans le sens des aiguilles d'une montre, au lieu du sens contraire, qui représente la norme pour les satellites), et plusieurs orbites de satellites sont fortement excentriques. L'ensemble des orbites de tous les astres qui composent notre Système solaire forme une figure complexe, dans laquelle on repère cependant certaines constantes. Mercure, par exemple, tourne sur son axe trois fois toutes les deux révolutions autour du Soleil ; les trois satellites galiléens intérieurs de Jupiter ont des périodes dont les rapports sont du type 4-2-1. Ces quelques exemples parmi d'autres témoignent de l'équilibre subtil qui existe dans ce système gravitationnel. 6 L'ORIGINE DU SYSTÈME SOLAIRE Les premières hypothèses quant à l'origine du Système solaire ont été formulées par le philosophe allemand Emmanuel Kant et l'astronome et mathématicien français Pierre Simon Laplace. Actuellement, on considère que la formation du Système solaire serait liée à celle du Soleil lui-même, il y a environ 5 milliards d'années. La condensation et l'effondrement gravitationnel d'un vaste nuage interstellaire de gaz et de poussières, déclenchés peut-être par l'explosion d'une supernova voisine, pourraient avoir conduit à la formation d'une nébuleuse originelle, semblable à un vaste disque épaissi en son centre, ancêtre du Système solaire. La concentration de la plus grande partie de cette nébuleuse aurait alors, en quelques millions d'années, donné naissance au Soleil. À distance, de la matière minérale se serait constituée, puis agglomérée, pour former les planètes telluriques. Dans les régions plus lointaines, la température plus faible n'aurait pas facilité la constitution d'atomes lourds, comme les métaux et les minéraux, et de grandes quantités d'éléments légers (hydrogène et hélium notamment) auraient été à l'origine de la formation des planètes gazeuses géantes. Cette hypothèse, qui associe la formation du Soleil à celle de ses planètes, permet d'envisager l'existence de systèmes planétaires comparables au nôtre ailleurs dans l'Univers ( voir exobiologie). Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.