Le Système solaire,

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 ellemême (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.
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
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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
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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.
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.
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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,
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
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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 42-1. Ces quelques exemples parmi d’autres témoignent de l’équilibre subtil qui existe dans
ce système gravitationnel.
L’ORIGINE DU SYSTÈME SOLAIRE
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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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