Auteur: Serge Boisse
Date: Le 23/03/2023 à 18:03
Type: web/MOC
Tags: astronomie, systeme-solaire
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Notre système solaire

Le système solaire, c'est l'ensemble des objets qui se trouvent au voisinage du soleil, plus précisément entre le soleil et l'héliopause. L'héliopause, c'est donc le nom que l'on donne à la frontière du système solaire. C'est la surface sur laquelle l'influence du soleil et celles des autres étoiles s'équilibrent. Car, faut il le rappeler, les autres étoiles sont des soleils, ou plus exactement le soleil est une étoile (assez banale, même !) L'héliopause (du grec helios, soleil) est très loin : elle se situe à plus d'une année-lumière de nous, ou si vous préférez dix mille milliards de kilomètres.

Il s'en suit que le système solaire est très grand, beaucoup plus grand que ce que j'imaginais lorsque j'étais enfant, et que je croyais qu'il s'arrêtait à l'orbite de Pluton, la planète la plus éloignée connue à l'époque. Mille fois plus grand !

Et il contient plein de choses, ce système solaire :

• Le Soleil.
• Les planète (au nombre de 8, Pluton ayant été rétrogradé au rang de planète naine) : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune
• Les  planètes naines : Eris, Pluton, Makemake, Haumea, Sedna, Qaoar, Orcus, Cérès
• les astéroïdes 
• Les satellites de toutes ces planètes et planètes naines
• les comètes
• Un certain nombre d'astres froids très éloignés
• Du vide entre tous ces objets, beaucoup de vide, mais rempli de particules : le vent solaire

Voici un schéma qui explique la taille relative des planètes de notre système solaire :

Les planètes orbitent autour du soleil à peu près dans le même plan, ce qui permet de dresser une carte du système solaire  (ci dessous)

L'unité de base pour faire des mesures de distance dans notre système solaire, c'est l'unité astronomique (UA, ou AU en anglais), qui est égale à la distance moyenne entre la terre et le soleil, soit 149 millions de kilomètres.

La Terre est la troisième planète, en comptant à partir du soleil comme c'est l'usage.

On voit que les quatre planètes les plus proches du soleil, qui constituent le système solaire intérieur, sont bien plus proches du soleil que les autres.  Entre Mars et Jupiter, il y a une grande zone (large de 4 UA) qui ne contient pas de planètes, seulement des astéroïdes. C'est ce que l'on appelle la ceinture l'astéroïdes.

Le soleil

[Le soleil] (http://sboisse.free.fr/science/astronomie/tout-savoir-sur-le-soleil.php), notre étoile, est donc l'étoile la plus proche de la terre (qui tourne autour de lui en 365,25 jours) : il est en effet situé à 149 millions de kilomètres de la terre "seulement".  L'étoile suivante, Proxima du centaure, est 288 000 fois plus lointaine...

Le soleil est grand, très grand par rapport à la terre : son diamètre est 109 fois celui notre planète, soit 1 392 000 Km. Le soleil contient ainsi 99,8% de la masse totale du système solaire. Il est composé principalement d'hydrogène (74%) et d'hélium (25%).

Tout ce que vous voulez savoir sur le Soleil sans jamais oser le demander<- cliquez le lien !

Sa température de surface est de 5500°C, mais en son centre elle atteint 15 millions de degrès. Le soleil ne "brûle" pas : l'énergie qu'il rayonne provient de la fusion thermonucléaire, qui transforme dans son coeur, via un mécanisme compliqué, l'hydrogène en hélium. La puissance du soleil est 3,84 1026 Watts. Le soleil est tellement puissant que chaque mètre carré de la planète Terre, pourtant située à 150 millions de kilomètre, reçoit 1368 Watts de rayonnement solaire. Chaque seconde, la masse du soleil diminue de quatre millions trois cent mille tonnes, qui sont purement et simplement transformées en énergie via la fameuse relation E=mc2.  Mais le soleil est si lourd que cela ne compte guère : il est vieux de cinq milliards d'années, et devrait vivre encore au moins ce temps. Après cela, il gonflera énormément, rôtissant la terre au passage, puis se refroidira et deviendra une toute petite étoile de type naine blanche.

Les planètes

Mercure

Mercure est la planète la plus proche du soleil, trois fois plus proche de lui que la terre (0,3 UA). Elle tourne autour du soleil en 88 jours seulement.
C'est aussi la plus petite planète. D'un diamètre de 4878 Km, elle est animée d'une rotation lente : son jour dure plus de 58 jours terrestres. Quasiment dépourvue d'atmosphère, c'est une planète où les contrastes thermiques sont très violents : la température y varie de -187°C (la nuit) à +427°C le jour ! Sa surface est couverte de cratères, comme la lune.
Mercure n'a pas de satellite.

Vénus

Vénus a quasiment la même taille (12 000 Km de diamètre) et la même masse que la Terre, a tel point que l'on peut la considérer comme une planète jumelle. Mais la ressemblance s'arrête là : Vénus ressemble plus à l'enfer qu'au paradis.  Située plus prés du soleil que la terre (0,7 UA), et pourvue d'un épaisse atmosphère (37 Km d'épaisseur !) composée principalement de CO2 (96%), la planète subit un intense effet de serre qui porte sa surface à plus de 460°C. De plus il y pleut de l'acide sulfurique... Un fait curieux : la planète fait le tour du soleil en 224 jours, mais elle tourne sur elle-même en243 jours, et dans le sens rétrograde !
Du fait de son épaisse atmosphère, la surface de Venus est invisible est n'est connue que par des sondages radar et les sondes spatiales russes venera qui s'y sont posées. Sa surface est assez accidentée et elle possède des volcans actifs.
Venus n'a pas de satellite.

Terre

La Terre est notre planète. Elle est la seule planète connue  à abriter la vie.  D'un diamètre de 12700 Km, sa température moyenne est de 15°C et elle est la seule planète connue à posséder de l'eau à l'état liquide (bien que des doutes subsistent pour Europe et Callisto, deux satellites de Jupiter, qui possèdent sans doute des océans sous leur croûte de glace). Elle possède un satellite, naturel, la Lune (3474 Km de diamètre, ce qui est énorme par rapport à la Terre).
La vie sur Terre est en danger du fait des activités humaines.

Mars

Mars, quatrième planète du système solaire, est moitié plus petite que la Terre. Sa surface est donc le quart de celle de la Terre, ce qui correspond à la surface des terres émergées (continents terrestres). Elle est située une fois et demi plus loin du soleil que la Terre, et reçoit donc deux fois moins d'énergie de lui du soleil, ce qui fait qu'il y fait assez froid (entre -140°C et +20°C, avec une moyenne à -63°C).  Le jour martien dure 24,6 heures. Sa gravité est le tiers de celle de la terre, ce qui fait que mars n'a pas une masse suffisante pour retenir une atmosphère épaisse : au sol, sur mars, la pression atmosphérique est équivalente à celle qui règne sur Terre à 10000 m d'altitude. L'atmosphère de Mars est composée essentiellement de CO2 (à 95%).

Voici une vue 3D interactive de Mars. Cliquez, zoomez !

Mars possède des volcans (éteints), dont le plus grand volcan du système solaire, olympus mons. (27 Km de haut). Elle possède également deux calottes glaciaires, celle du sud étant formée de neige carbonique, celle du Nord d'eau gelée. Il existe peut-être occasionnellement de l'eau liquide sur mars, en faible quantité. Il y avait toutefois beaucoup plus d'eau dans le passé, il y a deux milliards d'années. Ces eaux ont creusé d'immenses canyons et plusieurs lacs (disparus depuis). Il est probable qu'une vie microscopique est apparue sur Mars, mais qu'elle a disparu ensuite lorsque les conditions se sont aggravées (fuite de la vapeur d'eau, rayonnement ultra-violet intense du soleil du à l'absence d'une couche d'ozone protectrice comme sur la Terre). La vie a-t-elle totalement disparu ? C'est probable mais la question reste ouverte car les sondes spatiales n'ont pas encore creusé le sous-sol assez profondément (la vie ne peut exister à la surface immédiate en raison du bombardement d'UV).

Mars possède deux satellites : phobos et Deimos, très petits, qui sont probablement des astéroïdes capturés par la planète. Phobos orbite à seulement 6000 Km de Mars.

Des images troublantes à la surface de mars, Cliquez ici

Jupiter

Avec Jupiter, on change d'univers. Plus grosse planète du système solaire, son diamètre des de 143 000 Km et la gravité à sa surface est douze fois celle de la Terre. Jupiter est 2,5 fois plus massive que toutes les autres planètes réunies. Elle emporte 98% du moment d'inertie du système solaire : c'est la planète qui gouverne toute les autres.  Jupiter orbite à 5,2 UA du soleil. La température moyenne à sa surface est de -163°C, mais en son centre elle atteint 30000 degrés.  Jupiter est un planète gazeuse, composée essentiellement d'hydrogène et d'hélium, mais elle pourrait avoir un noyau solide. La pression au centre de Jupiter est énorme, dépassant de loin tout ce qu'on sait faire en laboratoire sur Terre. L'atmosphère de Jupiter est turbulente, avec des vents dépassant 600 Km, ce qui en fait un laboratoire idéal pour les météorologues.
Voici une vue 3D interactive de jupiter. Cliquez, zoomez !

Jupiter possède de très fins anneaux, quasi invisibles, et plus de 63 satellites. Quatre d'entre eux sont assez grands pour avoir été repérés dès 1610 : Io, Europe, Ganymède et Callisto.  Ils sont plus gros que la lune. 
Je ne résiste pas au plaisir de vous montrer une vue (à l'échelle) de ces satellites :

<-Cliquez sur l'image ci contre pour l'agrandir.

De haut en bas :

• Io (3643 Km de diamètre) est une lune possédant un volcanisme très intense, dû aux effets de marée de Jupiter.

• Europe (3122 Km de diamètre) est recouverte d'une couche de glace de 100 Km d'épaisseur, sous laquelle se cache probablement un océan. Compte-tenu du de l'existence probable de volcans sous-marins, il y existe peut-être des sources hydrothermales... et de la vie !

• Ganymède (diamètre : 5262 Km) est plus gros que la planète Mercure. Son apparence est celle d'une lune gelée.

• Callisto (4820 Km de diamètre) a une surface couverte de glace, mais pleine de cratères à la différence de celle d'Europe qui est très lisse. Comme Europe, Callisto pourrait abriter un océan sous la glace.

Saturne

Saturne, seconde plus grosse planète du systèmes solaire,  a un diamètre de 120500 Km. Sa densité moyenne est très faible : elle pourrait flotter dans l'eau (si on trouvait un océan assez grand !).  Comme Jupiter, Saturne est une planète gazeuse composée principalement d'hydrogène.  Les vents sur Saturne atteignent 1600 Km/h ! Les anneaux sont composés de poussières, de glace et d'autres petites particules.

Voici une vue 3D interactive de Saturne. Cliquez, zoomez !

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Saturne possède plus d'une cinquantaine de satellites, la plupart minuscules.

L'un d'eux toutefois, titan, 5100 Km de diamètre, surpasse de loin en taille tous les autres, et, fait unique pour un satellite, possède une atmosphère. Celle ci est formée d'azote (N2) à plus 90%, de méthane, et de nombreux composés organiques. La présence de lacs de méthane est attestée à la surface. Titan est l'un des plus sérieux candidats à la présence de Vie, malgré la température très froide (-180°C)

Titan vu par la sonde Cassini, actuellement en orbite autour de Saturne.

Uranus

Uranus, septième planète du système solaire, est une grosse boule bleue (51 000 Km de diamètre), très froide (-205°C), formée d'hydrogène, d'hélium et de méthane. Elle possède des anneaux, très fins comme ceux de Jupiter, et invisibles sauf en surexposant les poses photographiques. On lui connaît 27 satellites. Les plus gros sont Titania (1578 Km de diamètre), Oberon, Ariel, Umbriel et Miranda. Miranda possède une falaise à-pic de 40 Km de haut.

Neptune

Neptune, huitième et dernière planète du système solaire, ressemble beaucoup à Uranus (diamètre : 49922 Km). Très éloignée du soleil (30 UA), elle est très froide et possède également des anneaux très sombres et très peu visible. On lui connaît 13 satellites, le plus gros et de loin étant Triton (2706 Km de diamètre)

Les planètes naines

Une planète naine est un objet qui ressemble à une planète (en particulier sa forme doit être sphérique), mais qui n'a pas une masse suffisante pour "faire le vide" dans son voisinage. Cérès excepté, les planètes naines sont en général très éloignées du soleil, bien au delà de l'orbite de Neptune.

Eris est la plus grande planète naine : Elle est 1,27 fois plus grosse que pluton, la première planète naine découverte. Elle gravite très loin du soleil, entre 37 et 97 UA. Eris possède un satellite, Dysnomie.

Pluton, découverte en 1932 fut la première planète naine connue. Elle  a un diamètre de 2300 Km. 
C'est un astre gelé gravitant sur une orbite elliptique qui l'amène parfois plus près du soleil que Neptune, mais en général beaucoup plus loin (jusqu'à 49 UA). Pluton tourne autour du soleil en 248 ans. On lui connaît cinq satellites. Les trois plus grands sont : Charon (juste à droite de pluton sur la photo ci-contre, prise par le télescope Canada-France-Hawaï), Nix (en haut à gauche), et Hydra (à la droite de Nix). Charon a plus de 600 Km de diamètre, faisant du couple Pluton-Charon une planète (naine) double, comme la terre et la Lune.La sonde américaine new horizon l'a frôlée le 14 juillet 2015 (cf photo ci-dessous)

Makemake est une autre planète naine (environ 1500 Km de diamètre) située entre 45 et 52 UA du soleil, elle a été découverte en 2005.

Cérès a 952  Km de diamètre (4 fois plus petit que la lune).  Contrairement aux autres planètes naines, elle est relativement proche. Elle gravite en effet à 400 milions de Km du soleil, c'est à dire entre Mars et Jupiter. Autrefois classé comme le plus grand des astéroïdes, elle a maintenant droit au titre de planète naine. 

Les astéroïdes

Pallas, Junon et Vesta sont les plus gros astéroïdes. La plupart d'entre eux sont situés entre Mars et Jupiter, dans ce qu'on appelle la ceinture d'astéroïdes.

La position des planètes aujourd'hui

Voici la position en temps réel des planètes du système solaire : Leurs orbites sont toutes (presque) dans le même plan, que l'on appelle l'écliptique.
Le soleil se trouve au centre. La taille des planètes est fortement grossie. A l'échelle du système solaire elles seraient comme des têtes d'épingle ! C'est une vue 3D : tire-cliquez, zoomez !

Voici une Vue 3D du système solaire, avec la position réelle actuelle des planètes et de quelques sondes spatiale : Cliquez-tirez, zoomez !

Et au delà de pluton ?

Pluton, par sa très petite taille (comparable à Lune), préfigure la ceinture astéroïdale de Kuiper, réservoir des comètes à courte période (quelques centaines d'années pour effectuer une révolution autour du soleil). Cette ceinture est suivie, nettement plus loin, par ce qui est considéré comme la limite véritable du système solaire: le nuage de Oort. Il s'agit d'une sphère dont on imagine qu'elle se compose d'astéroïdes, de planétoïdes et de comètes dites "comètes à longue période" (période caractéristique: centaines à milliers d'années). Voici une représentation du Nuage de Oort.  Contrairement aux planètes, les comètes et astéroïdes du nuage de Oort ne sont pas dans le même plan, mais leurs orbites sont quelconques et la figure globale est plutôt celle de la figure de droite.  On connait très mal cette région de l'espace...

Et encore plus loin ? Ici commence l'espace interstellaire,  qui fait partie de notre galaxie...

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