l`univers et le système solaire

L’UNIVER ET LE SYSTEME SOLAIRE
Chapitre1 ; l’univers et le système solaire
1-Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil, et des corps
célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système planétaire) : les
huit planètes et leurs 165 satellites naturels connus1 (appelés usuellement des « lunes »), les
cinq planètes naines, et les milliards de petits corps (astéroïdes, objets glacés, comètes,
météorites, poussière interplanétaire, etc.).
2- Le Soleil, au sein de notre galaxie, est une étoile de type naine jaune parmi tant d'autres : la
Voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d'étoiles, dont 20 à 40 milliards seraient des
naines jaunesA 2. Comme toute étoile selon les lois de la physique actuelle, sa masse permet à
la densité en son cœur d’être suffisamment élevée pour provoquer des réactions de fusion
thermonucléaire en continu. Chaque seconde le coeur du Soleil fusionne 564 millions de
tonnes d'hydrogène et produit 560 millions de tonnes d'hélium. La différence de masse entre
le produit (l'hélium) et le réactif (l'hydrogène), soit 4 millions de tonnes, est l'équivalent de
masse de l'énorme quantité d’énergie produite : 4×1026 watts, qui est aussi l'énergie rayonnée
dans l’espace sous forme d'ondes électromagnétiques, comme la lumière visibleA 3.
3- Le système solaire interne désigne traditionnellement la région située
entre le Soleil et la ceinture d’astéroïdes. Composés principalement de silicates et de métaux,
les objets du système solaire interne orbitent près du Soleil : le rayon de la région tout entière
est plus petit que la distance entre Jupiter et Saturne.
4-planète interne
A-Mercure est la planète la plus proche du Soleil
(0,4 UA de demi-grand axe soit 58 millions de km du
Soleil ), ainsi que la plus petite - 4900 km de diamètre et la moins massive juste plus du vingtième de la masse
terrestre (0,055 masse terrestre)E 2. Elle est connue
depuis l'antiquité et doit son nom au dieu Mercure, qui
était chez les Romains le messager des dieux, et dieu du
commerce et du voyage ; cela est dû au fait qu'elle se
déplace très vite. Mercure ne possède aucun satellite
naturel et ses seules caractéristiques géologiques
connues, en dehors des cratères d’impact, sont des
dorsa, probablement produites par contraction
thermique lors de la solidification interne, plus tôt dans
son histoire19. L’atmosphère de Mercure, quasiment
inexistante, est formée d’atomes arrachés à sa surface
par le vent solaire20,E 3, ou momentanément capturé à ce
vent. L’origine de son grand noyau de fer liquide -et son
fin manteau, composée de différents métaux- n’a
toujours pas été expliquée de manière adéquate. Parmi
les scénarios hypothétiques, il est possible que ses
couches externes aient été balayées par un impact géant
ou qu’elle ait été stoppée dans son accrétion par
l’énergie solaire21,22. Sa période de révolution est
d'environ 88 jours et sa période de rotation est de 58
jours. L’absence d'atmosphère significative et la
proximité du Soleil amène les températures de surface à
varier de 427°C (700 K) lorsque le Soleil est au zénith à
-183°C (90 K) la nuitE 2.
B-Vénus (0,7 UA) est proche de la Terre en taille et en
masse (0,815 masse terrestre) et, comme elle, possède
un épais manteau de silicate entourant un noyau
métallique, une atmosphère significative et une activité
géologique interne. Cependant, elle est beaucoup plus
sèche et la pression de son atmosphère (au sol) est 90
fois celle de la nôtreE 4. Vénus ne possède aucun
satelliteE 1. Il s’agit de la planète la plus chaude, avec
une température de surface supérieure à 450°C,
maintenue essentiellement par l’effet de serre causé par
son atmosphère très riche en gaz carbonique23,E 5.
Aucune activité géologique récente n’a été détectée sur
Vénus ; son absence de champ magnétique ne
permettant pas d’empêcher l'appauvrissement de son
atmosphère, cela suggère cependant qu’elle est
réalimentée régulièrement par des éruptions
volcaniques24,E 4. Sa période de révolution est d'environ
225 jours.
C-La Terre (1 UA) est la plus grande, la plus massive et
la plus dense des planètes internes, la seule dont on
connaisse une activité géologique récente et qui abrite la
vie. Son hydrosphère liquide est unique parmi les
planètes telluriques et elle est la seule planète où une
activité tectonique a été observée. L’atmosphère
terrestre est radicalement différente de celle des autres
planètes, ayant été altérée par la présence de formes de
vie pour contenir 21 % d’oxygène25,E 6. La Terre
possède un satellite, la Lune, le seul satellite
significativement grand des planètes telluriques du
système solaire. L'explication la plus généralement
admise pour expliquer l'origine de ce singulier satellite
serait la collision latérale de la jeune terre avec un
impacteur géant, de la taille de la planète MarsE 7. La
période de révolution de la terre, c'est-à-dire la durée de
l'année, est d'environ 365 joursE 6.
D-Mars (1,5 UA) est deux fois plus petite que la Terre
et Vénus, et a seulement le dixième de la masse terrestre
(0,107 masse terrestre). Sa période de révolution autour
du soleil est d'environ 669 jours et sa journée dure 24
heures et 40 minutesA 5. Elle possède une atmosphère
ténue, principalement composé de dioxyde de carbone
et une surface désertiqueA 6 avec un climat qui peut être
qualifié d'hyper-continental (la température de 20 °C
lors d'un bel après-midi d'été peut chuter à -100 °C
pendant la nuitA 5. Le terrain martien, parfois très
accidenté, est constellé de vastes volcans comme
Olympus Mons (le plus massif du système solaire), de
vallées, de rifts comme Valles MarinerisA 7. Ces
structures géologiques montrent des signes d’une
activité géologique voire hydraulique qui a peut-être
persisté jusqu’à récemment26,A 8. Mars possède deux
petits satellites naturels (Déimos et Phobos),
probablement des astéroïdes capturés27.
5-système externe
La zone ne possède pas de nom traditionnel correctement défini. Il est fait souvent mention du
système solaire externe, par opposition au système solaire interne, mais le terme a récemment
commencé à être utilisé exclusivement pour la zone située après l'orbite de Neptune.
6-Planète externe
Les quatre planètes externes sont des géantes gazeuses et regroupent à elles quatre
99% de la masse qui orbite autour du Soleil. L'atmosphère de Jupiter et Saturne est
principalement constituée d'hydrogène et d'hélium ; celle d'Uranus et de Neptune contient un
plus grand pourcentage de glaces. Il a été suggéré qu'elles appartiennent à une catégorie
distincte, les « géantes glacées »33. Les quatre géantes gazeuses possèdent des systèmes
d'anneaux, mais seuls ceux de Saturne peuvent être facilement observés depuis la Terre. En
outre, le nombre de leurs satellites naturels est élevé voire très élevé (On en a détecté plus de
soixante autour de Jupiter et de Saturne).
E-Jupiter (5,2 UA), avec 318 masses terrestres, est aussi
massive que 2,5 fois toutes les autres planètes. Elle est
composée essentiellement d'hydrogène et d'hélium. Sa
forte chaleur interne crée un certain nombre de
caractéristiques semi-permanentes dans son atmosphère,
comme des bandes de nuages ou la Grande tache rouge.
Jupiter possède 63 satellites connus ; les quatre plus
gros, (appelés aussi satellites galiléens car découverts
par l'astronome italien Galilée au XVIIe siècle),
Ganymède, Callisto, Io et Europe, présentent des
similarités avec les planètes telluriques, comme le
volcanisme34. Ganymède, le plus gros satellite du
système solaire, est plus grand que Mercure.
F-Saturne (9,5 UA), connue pour son système
d'anneaux, possède des caractéristiques similaires à
Jupiter, comme sa composition atmosphérique. Elle est
moins massive (95 masses terrestres) et possède 62
satellites35 ; deux d'entre eux, Titan et Encelade,
présentent des signes d'activité géologique,
essentiellement du cryovolcanisme36. Titan est plus
grand que Mercure, il est le seul satellite du système
solaire à avoir une atmosphère substantielle.
G-Uranus (19,6 UA), avec 14 masses terrestres, est la
moins massive des géantes gazeuses. De façon unique
parmi les planètes du système solaire, elle orbite le
Soleil sur son côté, l'axe de sa rotation étant incliné d'un
peu plus de 90° par rapport à son orbite. Son noyau est
nettement plus froid que celui des autres géantes
gazeuses et rayonne très peu de chaleur dans l'espace37.
Uranus possède 27 satellites connus, les plus grands
étant Titania, Obéron, Umbriel, Ariel et Miranda.
H-Neptune (30 UA), bien que plus petite qu'Uranus, est
légèrement plus massive (17 masses terrestres) et par
conséquent plus dense. Elle rayonne plus de chaleur
interne, mais pas autant que Jupiter ou Saturne38.
Neptune possède 13 satellites connus. Le plus grand,
Triton, est géologiquement actif et présente des geysers
d'azote liquide39. Triton est le seul grand satellite placé
sur une orbite rétrograde.