le système solaire

LE SYSTÈME SOLAIRE
Unités&constantes :
UA= 1,5.1011 m
Al= 9.5.1015 m
V Lumière ds le vide = 3.108m.s-1
Nb d’avogadro = 6.022.10-23 mol-1
Rayon terre : 6400 km
Rayon lune : 1738 km
Soleil : 7.108m
Masse terre : 5.974.1024 kg env 6.1024kg
Masse lune : 7.348.1022kg
Masse soleil 2.1030kg
D T-L : 3.844.108m  384 400 km
D T-S : 1.496.1011m  150 000 000 km
I. L’univers :
* général la vitesse d'éloignement d'une galaxie était proportionnelle à son éloignement, ce
qui est connu sous le nom de loi de Hubble ; une telle loi correspond à un univers proche en
expansion.
En extrapolant l'expansion de l'Univers dans le passé, on arrive à une époque où celui-ci a du
être beaucoup plus chaud et beaucoup plus dense qu'aujourd'hui. C'est le modèle du Big Bang
qui est un ingrédient essentiel du modèle standard de la cosmologie actuelle et possède
aujourd'hui un grand nombre de confirmations expérimentales.
La description du début de l'histoire de l'Univers par ce modèle ne commence cependant
qu'après qu'il fut sorti d'une période appelée ère de Planck durant laquelle l'échelle d'énergie
de l'univers était si grande que le modèle standard n'est pas en mesure de décrire les
phénomènes quantiques qui s'y sont déroulés.
Durant cette époque, seule une théorie de la gravitation quantique pourrait expliquer le
comportement microscopique de la matière sous l'influence importante de la gravité. Mais les
physiciens ne disposent pas encore (2006) d'une telle théorie. Pour des raisons de cohérence
avec les observations,
après l'ère de Planck le modèle du Big Bang  phase d'inflation cosmique très brève mais
durant laquelle l'univers aurait grandi de façon extrêmement rapide.
C'est suite à cette phase que l'essentiel des particules de l'univers auraient été créées avec une
haute température, enclenchant un grand nombre de processus importants  abouti à
l'émission d'une grande quantité de lumière, appelé fond diffus cosmologique
C'est l'observation de ce rayonnement fossile micro-onde, remarquablement uniforme dans
toutes les directions : l'élément capital qui assoit le modèle du Big Bang .[observation par la
satellite COBE]

l'âge de l'univers à environ 13,7 milliards d'années avec une incertitude de 0,2 milliard
d'années
Big Bang : création d’éléments chimiques par fusion d’éléments les plus simples :
en 1er l’hydrogène ; deutérium et l’hélium : combinent pour donner atomes neutres  au bout
de 10 Mia univers avec H, He ;+ Li7 autres éléments pas en gde quantités ( refroidissement de
l’univers& répulsion électrostatique)
Mesure :
- Nucléides stables : (pas de désintégration)  augmente au cours du tps
- Nucléides R* instables ( K10 ; Al26)
Radio-isotopes : 238U/235U corrélation avec courbe de pp
 datation événements
Chronologie cosmique
 Big Bang : 10-15 Ma
 Univers 10+- 3 Ma
 Voie lactée : peu après
 Formation nébuleuse solaire : +4,6 Mi
 Formation petits corps planétaire :+3 Mi
Milieu interstellaire : mélange de matériau primitif issu des premiers instants de l’univers et
éjecté des étoiles géantes, novæ ; supernovae et nébuleuses.
Gaz+ poussières
Poussières : qq microns carbone pur, glace d’eau, méthane, ammoniaque
Nuages : H,+ molec instables
Phénomène d’accrétion par la force fondamentale de gravité poussières  roches ; plus le
corps formé est important plus il attire les éléments
A partir de 10km de diam : phénomène de fusion dans cœur => chondrites
* Formation des planètes : en 10-30 mi accompagné par ségrégation du noyau, manteau ,
croûte jusqu'à 300 planètes sur un disque autour du soleil
On considère que les planètes se forment en même temps que leur étoile, par accrétion et
condensation d'un nuage de gaz et de poussières sous l'influence de la gravitation.
* Tous les modèles de formation planétaire commencent donc par la formation d'une, voire de
deux ou plus, étoiles au sein d'un effondrement(soleil&planète gazeuses ?), suivie par
l'accrétion des poussières(PT)dans le disque résiduel circumstellaire et lors de collisions de
petits corps de moins de 20km de diamètre
Planète : corps céleste qui :
 qui est en orbite autour du Soleil ;
 qui possède une masse suffisante pour que sa gravité l'emporte sur les forces de
cohésion du corps solide et le maintienne en équilibre hydrostatique (forme
sphérique) ;

 qui a éliminé tout corps se déplaçant sur une orbite proche ».
Classiquement, le terme « planète » s'oppose à celui d'« étoile ». Planète et étoile diffèrent en
ceci que l'énergie lumineuse rayonnée par une planète ne provient pas de son sein propre mais
de l'étoile autour de laquelle elle gravite (toute planète émet des rayonnements
électromagnétiques, généralement dans l'infrarouge en raison de sa faible température).
Même si cette opposition entre production et réflexion de lumière garde une part essentielle
de sa pertinence, elle pose quelques problèmes conceptuels de définition.
Ce qui aujourd'hui distingue le plus utilement le concept de planète et celui d'étoile est le
mode de formation :
 la formation d'une étoile résulte de l'effondrement d'une sphère de gaz ;
 la formation d'une planète résulte de l'agrégation de poussières dans un disque, suivie
ou non d'une accrétion gazeuse, en fonction de la masse du noyau.
Composition système solaire : corrélation avec la composition des chondrites
Def astronomie pour désigner un certain type de météorite pierreuse (moins de 35% de
métal).
 contiennent des petites inclusions silicatées (chondre)  témoignant d’un phénomène
de fusion à 1200°c + éléments réfractaires 1500°c & matrice et grains pré solaires à
2000°c
 objets peu différencies composition chimique proche de celle de la couronne solaire et
de la matière stellaire.
Témoin de la condensation de la condensation du nuage de gaz initial
Les météorites pierreuse de type chondrite proviennent de la surface de petits astéroïdes qui
ne se sont pas différenciés depuis leur formation il y a 4,65 milliards d'années, en même
temps que le système solaire, ou plus rarement d'astéroïdes plus gros, voire de planète comme
Mars ou la Lune.
Ce sont les plus anciennes :
 d'une part en raison de l'âge auquel leurs différents éléments se sont rassemblés pour
former une roche.
 d'autre part en raison du peu de transformation qu'ont subi ces éléments depuis qu'ils
ont formé des minéraux.
Mesures :
 Utilisation les radio- élément à longues périodes datation météorites chondrites couple
87Rb-87Sr age de 4,52 +- 0,05
Autres : 238U-206Pb / 235U-207Pb
 Utilisation de la R* fossile : nucléides pères à courte période ont disparu existence
soupçonné par éléments fils ( 26Al/P ; 129I /P ; 244PU/P )
 Zircon /roche des météorites

 les météorites les plus primitives en plusieurs sous groupes de météorites : les chondrites
ordinaires, les chondrites primitives, les chondrites carbonées et les chondrites à Enstatite.
≠ achondrites (composition voisine des basaltes terrestres et des météorites de fer ou sidérites
qui sont des alliages fer- nickel
 différenciation des chondrites par un processus identique a celui de la terre et les autres
planètes croute-manteau-noyau)
Accrétion des planètes :
1. Température du nuage protosolaire décroît fortement, les matériaux réfractaires se
condensent vers 1500°c -2000°c  les condensats s’agglomèrent en objets planétaires
qui se réchauffent (énergie gravitationnelle+ isotopes r*) : fusion +homogénéisation
du corps planétaire
2. Long refroidissement au cours duquel les éléments chimiques se combinent aux
éléments minéraux qui ss l’action des forces de gravité subissent une ségrégation pour
former le noyau, le manteau et la croûtes  planète différenciée (10 MA petites
planètes ; 100 Ma planète comme la terre)
10 miA après la formation : Phase électromagnétique : la phase T-Tauri du soleil balaie
gaz et particules.
 Différenciation des planètes gazeuses et planètes telluriques
Jupiter : boulier gravitationnel (force de gravité importante)
Sa masse attire les astéroïdes ; stabilise la ceinture de Kuiper

Galaxie , la voie lactée disque de 100 000 Al : gaz&poussières interstellaires + particules de
hautes energie.
(autres nuages de Magellan ; galaxie d’andromèdre)
Def : L e système solaire est le nom donné au système planétaire : Soleil + des objets célestes
gravitant autour de lui.
Par extension, le terme système solaire peut parfois être employé pour désigner d’autres
systèmes planétaires.
Il est constitué :
>Soleil
>8 planètes (anciennement neuf),
>3 planètes naines
>Petits corps du système solaire : astéroïdes + comètes
+ Satellites de ces corps
I. Le soleil.
Le Soleil fait partie d'une galaxie constituée de matière interstellaire et d'environ deux cents
milliards d'étoiles : la Voie lactée. Il se situe à 15 parsecs du plan équatorial du disque, et est
distant de 8 600 parsecs (environ 25 000 années-lumière) du centre galactique.
Au centre système  le Soleil
99,86 % de la masse de tout le système.
M : 2.1030kg Mv : 1,4g/cm3
D : 7*108m
De par sa masse, l'intérieur du Soleil atteint une densité et une température telles que des
réactions de fusion nucléaire se produisent en son sein, dégageant de ce fait d'énormes
quantités d'énergie.
 Radiations électromagnétiques, principalement sous forme de lumière visible.
 Particules chargées appelé le vent solaire. Interagit fortement avec la magnétosphère des
planètes et contribue à éjecter les gaz et poussières en dehors du système solaire.
 étoile naine qui se compose de 74 % d'hydrogène, de 25 % d'hélium et d'une fraction
d'éléments plus lourds
 Fusion : transformation de l’hydrogène en hélium et deutérium (état d'équilibre
hydrostatique, ne subissant ni contraction, ni dilatation continuelles.)  rayonnement
gamma + neutrinos+ photons (qui sont absorbés; réémis ; réabsorbés des milliards de
fois avant d’atteindre la surface du soleil)