Le Système solaire

Système solaire : en astronomie, ensemble formé par le Soleil et les éléments qui gravitent autour  de   lui.  Outre   le   Soleil,  qui  est  une étoile,   ce   système comprend  neuf  planètes — dont la Terre — et leurs satellites, 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 :   la  distance  moyenne de  la  Terre  au  Soleil,  ou unité  astronomique (UA),   soit environ 150 millions de km.  La plus  lointaine planète répertoriée,  Pluton,  a  une orbite située en moyenne à 39,5 UA du Soleil, et le Système solaire peut ainsi être décrit comme un disque d’environ 6 milliards de km de rayon.

Cependant, les comètes  du Système solaire  ont  des  orbites   fortement  excentriques  qui peuvent   s’étendre   jusqu’à   plus   de   50 000 UA   du   Soleil.   De   plus,   un   important regroupement de noyaux de comètes se trouverait à plus d’une année-lumière du Soleil, dans une région appelée nuage de Oort.

Les planètes

Le Système solaire comprend,   dans   l’état   actuel   de   nos   connaissances,   neuf   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 ou externes (Jupiter,  Saturne, Uranus,  Neptune),  beaucoup  plus  grandes,  et  principalement  constituées  d’hydrogène, d’hélium et de glace. Pluton  s’apparente aux géantes par sa densité, alors que sa petite taille (les deux tiers de celle de la Lune), son orbite inclinée et très excentrique pourraient suffire à la classer comme astéroïde, le plus grand et le plus lointain connu.

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 cœur en fer exceptionnellement important, Mercure ne possède que quelques traces d’atmosphère qui la protègent peu du rayonnement solaire (400 °C le jour, contre - 220 °C la nuit) et des bombardements d’astéroïdes.

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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, 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 conjonction de ces deux facteurs y a permis l’apparition et l’évolution de la vie (voir origine   de   la   vie).   La   Terre   tourne   autour   du   Soleil   en 365,25 jours et sur elle-même en 23 h 56 min. Elle possède un 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 » abritait, ou avait abrité des formes de vie évoluées. De fait,   Mars   a   certainement   possédé   autrefois   de   l’eau   à   sa surface, mais actuellement son atmosphère de gaz carbonique (CO2) est si mince que cette planète est sèche et froide, avec des calottes polaires de gaz carbonique 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.

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Error: Reference source not found 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. Comme les autres planètes géantes, elle se caractérise également par une immense tache rouge bien visible (sorte d’ouragan géant grand comme quatre fois la Terre), un système

d’anneaux fins et la présence de 61 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 18 satellites principaux, dont Titan est le plus connu — et le seul à posséder 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.   Son   atmosphère  est   comparable   à celle de Jupiter et de Saturne, avec une teneur plus faible en   hydrogène.   Elle   possède   onze   anneaux   principaux, minces et  peu brillants,  et  22 petites   lunes.  Elle   tourne autour du Soleil en 84 ans, et sur elle-même en près de 18 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.

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Photo 1

Pluton, la dernière planète   connue   du   Système   solaire (découverte en 1930), apparaît  plutôt similaire aux plus grands satellites  gelés  de Jupiter  ou de Saturne.  Petite et  glacée,  elle possède un satellite, Charon, qui fait la moitié de sa propre taille. Elle   tourne  autour  du   Soleil   en  249 ans,  et   sur  elle-même  en moins de 6,5 jours.

En février 2004, les astronomes ont découvert un astre glacé encore plus éloigné du Soleil que Pluton, baptisé 2004 DW. Comme Pluton et Charon, cet astre d’environ 1 600 km de diamètre est un objet de la ceinture de Kuiper (région en forme d’anneau dans le plan du Système solaire, s’étendant au-delà de l’orbite de Neptune, entre 30 et 150 UA.

LES AUTRES CORPS CÉLESTES

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  (météores), 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.

Les comètes

Les comètes sont des agrégats   de   poussières   et   de   gaz gelés, de 1 à 10 km de diamètre.  La plupart des comètes seraient   issues   d’une   vaste   sphère   entourant   le   Soleil, 

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située loin à  l’extérieur des orbites planétaires, à une distance présumée de plus d’une année-lumière, connue sous le nom de nuage de Oort, du nom de l’astronome hollandais Jan Oort qui a suggéré son existence en 1950. 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 eut 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, venant 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.

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.

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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).

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