La foire aux questions

La foire aux questions !
Pourquoi les étoiles brillent-elles ?
Notre Soleil, comme toutes les autres étoiles, est le résultat de l’effondrement
gravitationnel d’une grande quantité de gaz interstellaire (en très grande majorité de
l’hydrogène). Il faut savoir que plus un gaz est sous pression et plus sa température
augmente.
Arrivé à un certain stade de chaleur, les noyaux d’hydrogène fusionnent entre eux
pour former un autre atome plus lourd, l’hélium : C’est la fusion thermonucléaire.
Au passage, la fusion aura libéré de la chaleur, par l’expulsion d’un photon, particule
énergétique de lumière.
Ce sont ces particules qui, s’échappant de la surface du Soleil par millions à chaque
seconde qui passe, arrivent jusqu’à nos yeux.
Ainsi, les étoiles brillent.
Pourquoi les planètes sont-elles rondes ?
La Terre, de même que la Lune, le Soleil, toutes les planètes et toutes les étoiles, est
ronde.
Cela paraît être une évidence pour tout le monde, encore faudrait-il être capable de
pouvoir en expliquer le pourquoi …
La responsable de ce phénomène naturel est la même que celle qui nous fait tenir
debout sur notre sol terrestre : la force de gravité, ou gravitation.
On appelle également cette interaction « force d’attraction ». En effet, selon la
découvert d’Isaac Newton, la force d’attraction est proportionnelle au produit des
masses en interaction et inversement proportionnelle au carré de la distance séparant
ces corps. Cela revient à dire que plus des objets sont proches, et plus ils sont lourds,
plus ils s'attirent.
C’est ainsi que se sont formées les planètes de notre système solaire il y a 4.6
milliards d’années, par accrétion de minuscules grains de poussière qui se sont
agglomérés en paquets de plus en plus gros, attirant ainsi d’autres paquets, etc etc …
Il faut savoir que la force de gravitation s’exerce à l’identique dans toutes les
directions, les paquets grossissent donc à part égale sur toute la surface.
Mais il est important de préciser que la forme sphérique d’une planète ne se manifeste
que lorsque celle-ci a dépassé une certaine masse. Car plus la masse est importante, et
plus la force de gravité est puissante, limitant ainsi les reliefs et aplanissant la surface.
C’est pour cela que les astéroïdes de notre système solaire ont des formes non
sphériques et disparates : Ils ne sont pas assez massifs pour que la force de gravité ait
pu modeler leur relief et les rendre sphérique.
De même, notre planète n’est pas lisse comme une boule de billard, mais le relief est
limité. La Terre est d’ailleurs la planète rocheuse la plus massive du système solaire et
son point culminant (l’Everest) se situe à quelques 8km … A l’inverse, Mars, planète
de bien plus faible masse, possède le volcan le plus haut de tout le système solaire
avec 26km !
Un autre phénomène empêche la parfaite rotondité des planètes : la force centrifuge
due à leur rotation. Cette force aplatie légèrement l’astre sur lui-même, c’est pourquoi
le diamètre est plus important à l’équateur qu’aux pôles.
Ainsi, la rotation de Saturne s’effectuant en seulement 10 heures, celle-ci impose à la
géante gazeuse une forme très aplatie aux pôles.

Qu’est-ce que l’astronomie ?
L’astronomie est la science de l’observation des astres. Cette science, qui signifie
« lois des astres » en grec, étudie leur origine, leur évolution, leurs propriétés
physiques et chimiques.
Considérée comme la « Reine des sciences », il est probable qu’elle soit la plus
ancienne. Des études archéologiques ont montré que certaines civilisations du
néolithique avaient des connaissances archaïques en astronomie (par exemple :
appréhension du cycle des saisons, utile pour l’agriculture).
L’astronomie s’est très fortement développée au cours de son histoire et enrichie de
techniques et d’outils d’observation ou de calculs. Source de phantasmes,
l’astronomie devenue d’abord astrologie, science empreinte de mythologie et
d’occultisme. « La fille très folle d’une mère très sage » comme disait Voltaire.
Mais au fil des siècles et des découvertes, l’astronomie devint une science dite exacte,
dont la rigueur scientifique était devenue la clé de voûte.
Aujourd’hui, l’astronomie est un très vaste champ d’investigation qui ne se résume
plus à la simple mécanique céleste, mais qui comprend de nombreux domaines de
recherches : Astrobiologie, archéoastronomie, astrochimie, cosmochimie,
astrophysique, cosmologie, cosmogonie, planétologie, exoplanétologie,
radioastronomie, etc etc …
Aujourd’hui, l’astronomie n’est plus un domaine réservé aux savants fous enfermés
dans les grandes coupoles de leurs observatoires … Cette science s’est largement
démocratisée, et l’astronomie amateur est plus que jamais populaire.
Si l’achat de matériel d’observation astronomique est aujourd’hui à portée de tous, il
n’en reste pas moins que le premier instrument est gratuit : vos yeux !
Néanmoins, gardons à l’esprit que la science de l’observation du ciel est plus que
jamais en danger, car la pollution lumineuse engendrée par l’activité humaine
nocturne est en train de faire disparaître le ciel étoilé !
Il tient à chacun de préserver ce patrimoine de l’humanité, car comme le disait
Aristote : « Sans l’astronomie, l’homme ignore la place qu’il occupe. ».
Qu’est-ce que la pollution lumineuse ?
La pollution lumineuse, c’est l’ensemble de toutes les nuisances visuelles provoquées
par l’activité humaine nocturne. Si ce phénomène perturbe l’observation du ciel, il a
également une conséquence directe sur l’environnement, agissant directement sur le
comportement des animaux (notamment des insectes et des oiseaux).
Les agglomérations urbaines sont de plus en plus nombreuses, et de plus en plus
vastes, le ciel étoilé arrive à complètement disparaître dans ces endroits, et il faut
s’éloigner jusqu’à plusieurs dizaines de kilomètres pour ne plus en subir les effets.
Les causes sont multiples :
- Eclairages inutiles (lasers de discothèques, phare de la Tour Eiffel …)
- Eclairages mal étudiés, véhiculant la lumière à 360° au lieu de la focaliser vers
le sol.
- Eclairages trop nombreux, ou trop puissants.
- Période d’éclairage trop longue.
- Présence de poussières ou aérosols qui, au contact de l’éclairage urbain, forme
une brume orange.
Les effets indésirables :
- Pour l’astronomie : le fameux voile orange masquant partiellement ou
totalement le ciel étoilé.

- Pour l’environnement : Perturbation des cycles nocturnes pour les animaux.
Qu’est-ce qu’une éclipse ?
Contrairement au Soleil qui puise sa propre lumière de sa fusion thermonucléaire,
tous les corps du système solaire deviennent visibles par le seul fait de réfléchir la
lumière du Soleil. Derrière le corps illuminé, se profile un cône d’ombre.
L’éclipse, partielle ou totale, c’est le moment où un corps est plongé dans l’ombre
projetée par un autre corps. Celui-ci est alors masqué.
La Nature nous offre à voir 2 sortes d’éclipses : celle de Lune et celle de Soleil.
L’éclipse de Lune se produit lorsque la Terre se place dans l’alignement du Soleil et
de la Lune, projetant son cône d’ombre sur le disque lunaire.
Lors de cette éclipse, la Lune prend un couleur rougeâtre. Pourquoi ? Parce que notre
planète possède une atmosphère, et lorsque la lumière du Soleil traverse cette fine
couche de gaz, seuls les rayons rouges (à grande longueur d’onde) sont en mesure de
traverser, les autres restant prisonniers de l’atmosphère terrestre. Ces rayons arrivent
jusqu’à la surface lunaire, laissant l’empreinte de leur couleur.
L’éclipse de Soleil, c’est lorsque la Lune se place dans l’alignement du Soleil et de la
Terre, projetant son cône d’ombre sur le disque terrien.
Il peut y avoir des éclipses totales (lorsque le disque lunaire masque totalement celui
du Soleil), des éclipses partielles (lorsque le disque lunaire n’est pas entièrement
aligné dans l’axe Soleil / Terre) … Le fait est que le diamètre Soleil est 400 fois plus
gros que celui de la Lune, et que la distance entre le Soleil et la Terre est 400 fois plus
grande que celle entre la Lune et la Terre. D’apparence, le Soleil et la Lune sont donc
aussi gros l’un que l’autre, voila pourquoi nous avons la chance d’assister à des
éclipses totales. Oui mais voilà, l’orbite de la Lune n’est pas rond, il est elliptique
(c’est-à-dire ovale) ! Il arrive donc que la Lune soit un peu trop éloignée de nous au
moment de l’éclipse pour pouvoir masquer totalement le Soleil, voilà pourquoi il
existe une troisième sorte d’éclipse : l’éclipse annulaire. On la nomme ainsi car autour
de la lune persiste un fin anneau de lumière solaire.
Pourquoi la Lune a-t-elle une face cachée ?
Si je vous dis de penser à la Lune, vous verrez une image précise de sa surface, une
seule. C’est normal, car vous n’en avez jamais vu qu’une seule.
Depuis des milliards d’années, la Lune tourne autour de la Terre en ne lui présentant
que la même partie de son globe, encore et toujours.
La Lune ne tourne-t-elle donc pas sur elle-même, allez vous me dire ?!
Bien sûr que si, vous répondrais-je !
Pour rappel, la Lune a été formée de la collision entre un objet de la taille de Mars et
la Terre, il y a environ 4 milliards d’années. La majeure partie des débris expulsés à la
suite de l’impact se sont retrouvés en orbite autour de la Terre et ont formé un anneau
pendant plusieurs années. Sous l’effet de la force d’attraction, les débris se sont
agglomérés jusqu’à former la Lune.
A cette époque, la Lune tournait plus vite que la Terre, mais cette rotation a été au fil
du temps ralentie par la grande influence gravitationnelle de la Terre. Cette influence
est bien connue de tous, puisque c’est ce qu’on appelle les effets de marée.
Car si la Lune influence la Terre de part sa masse, l’inverse est également vrai et à
bien plus grande échelle !

Ainsi, le mouvement de la Lune s’est calqué sur celui de la Terre : Le sens, la rotation
et la révolution sont les mêmes, et s’effectuent dans des intervalles de temps
identiques.
Précisons toutefois que la rotation de la Lune a forcément du perturber celle de la
Terre, et que celle-ci a également du être modifiée.
C’est pourquoi, pour un observateur placé sur le sol terrestre, la Lune semble ne pas
tourner.
Toutefois, les mouvements de la Lune se combinent pour provoquer un léger
balancement périodique des pôles lunaires (phénomène appelé libration), ce qui fait
que nous voyons périodiquement un territoire supplémentaire placé sur le limbe de la
Lune. Ainsi, la surface lunaire nous est visible à 60% depuis la Terre.
La face cachée de la Lune, après avoir longtemps alimenté les phantasmes des
hommes (qui croyaient parfois que des « Luniens » s’y cachaient), nous a été révélée
dans les années 60 au moyen des clichés pris par les sondes soviétiques Luna et
américaines Lunar Orbiter.
Pourquoi les planètes tournent-elles ?
Notre vie quotidienne, à nous humains comme à tous les être vivants de notre planète,
est rythmée par des cycles réguliers : Alternance jour / nuit, alternance des saisons …
C’est une chose normale et habituelle, mais qu’il convient d’expliquer pour la
comprendre.
Il convient tout d’abord de distinguer deux sortes de rotation : La rotation des planètes
autour du Soleil (c’est-à-dire « révolution ») et leur rotation sur elle-même.
- La révolution des planètes autour du Soleil :
Comme nous le savons aujourd’hui, les corps évoluent au sein d’une trame d’espace
et de temps qui se courbe sous l’effet de leur masse. Ainsi, le Soleil courbe l’espace
autour de lui sous l’effet de sa forte masse, un peu comme un drap tendu se creuse
lorsqu’on y place une boule au centre.
Prenons cette image en considération et lançons des billes sur le drap. Celles-ci seront
attirées par la boule dans le sens où le drap s’est creusé : Ainsi la course des billes
sera déviée et le trajet sera courbe, jusqu’à ce que la bille tombe au fond du creux, sur
la boule. Oui mais voilà, dans cet exemple, le drap aura freiné la course de la bille, qui
aura donc perdu de la vitesse, précipitant ainsi sa chute vers la boule. Dans l’espace il
n’en est rien, car il n’y a pas de matière, ni drap ni air, donc pas de frottement.
Ainsi la course des planètes autour du Soleil n’est jamais freinée, et à condition que
l’équilibre vitesse / masse / distance est respectée, la planète ne chutera pas vers le
Soleil.
Les planètes tournent-elles pour autant dans tous les sens autour du Soleil ? Non.
Elles tournent toutes dans le même sens, le même que la rotation du Soleil sur lui-
même. Pourquoi ?
Pour y répondre, il faut se plonger aux origines du système solaire.
Notre système solaire est le résultat de l’effondrement gravitationnel d’un nuage de
gaz interstellaire, une nébuleuse. La force de gravitation est une force radiale, c’est-à-
dire qu’elle attire de façon égale dans tous les directions. Normalement, la boule de
gaz aurait donc du être sphérique. Sauf que la nébuleuse n’est à l’origine pas
symétrique. La somme des mouvements des particules, amplifiés au gré de leurs
collisions, donne une valeur appelée somme des vecteurs moment cinétique. Et dans
le cas d’une masse non symétrique, cette valeur est non nulle, ce qui a pour effet de

créer un axe de rotation autour duquel commencent à tourner les particules du nuage.
Plus le nuage se contracte, plus la force de gravitation est importante, et plus la vitesse
de rotation augmente. Une autre force est donc apparue, appelée force centrifuge.
Cette force a pour effet d’aplatir le nuage de gaz perpendiculairement à son axe de
rotation, donnant ainsi au nuage la forme d’un disque.
Par la suite, les agrégats de matière au sein du disque en rotation, formeront par
accrétion les planètes. Des planètes qui tourneront toutes dans le même sens autour du
centre du disque, devenu une étoile.
- la rotation des planètes sur elle-même :
Toutes les planètes tournent sur elle-même, y compris les satellites, et y compris le
Soleil.
Pour le Soleil, nous avons déjà l’explication puisqu’il représente le centre du disque
d’accrétion en rotation.
Mais les planètes ? Pourquoi tournent-elles sur elle-même, en plus de tourner autour
du centre du système solaire ?
Rappelons-nous que les planètes se sont formées par phénomène d’accrétion, c’est-à-
dire par l’agglomération de matière. Par la force de gravitation, plus le planétoïde était
gros et massif, et plus il attirait de gros blocs de matière, jusqu’à libérer son orbite de
toute matière. Les responsables de la rotation des planètes sur elle-même, ce sont les
chocs successifs de ces blocs rocheux. Lorsque deux boules de billard se heurtent
(ailleurs qu’en leurs centres respectifs), les deux boules se mettent à tourner pendant
un temps sur elle-même. C’est pareil pour les planètes, sauf que l’absence de
frottement fait que ce mouvement ne s’arrête pas.
Il apparaît en réalité que la grande majorité des planètes du système solaire tournent
dans le même sens, celui de rotation du système solaire, appelé prograde (sens inverse
des aiguilles d’une montre). Seuls Vénus, Triton (satellite de Neptune) et Uranus sont
des cas particuliers.
Qu’est-ce qu’une année-lumière ?
Contrairement à ce que l’on pourrait penser, une année-lumière n’est pas une unité de
temps. C’est une unité de distance.
Une année-lumière, c’est la distance parcourue par un photon (particule énergétique
sans masse, sorte de grain de lumière) dans le vide en une année terrestre.
Cette unité de mesure sert à mesurer les distances dans l’Univers à grande échelle.
En effet, si on utilise le kilomètre sur Terre, on ne peut pas en faire de même dans
l’espace, sous peine d’avoir à écrire des nombre avec des centaines de zéros !
Une année-lumière, cela correspond à 9 460 530 000 000 km (9 460.53 milliards de
kilomètres) parcourus en une année.
Rapportée à une seconde, la distance parcourue est de l’ordre de 300 000 kilomètres.
On peut ainsi mesurer les distances entre les grandes structures de notre Univers,
galaxies, amas et superamas galactiques.
On peut également mesurer les distances dans notre système solaire : Par exemple, le
Soleil est situé à 8 minutes-lumière. La lumière émise par le Soleil met 8 minutes pour
arriver jusqu’à nous, c’est-à-dire que lorsque vous regardez le Soleil dans le ciel, vous
le voyez tel qu’il était réellement 8 minutes plus tôt. Ce qui veut dire que si le Soleil
venait à exploser ou à s’éteindre subitement, nous ne nous en rendrions compte que 8
minutes plus tard …