Le système solaire - RC Cagnes Grimaldi

Le Système Solaire
L’Univers
Quand nous regardons par une nuit sans nuage le ciel au dessus de notre tête nous sommes tentés de dire comme le poète :
Ces tumultes brûlés de vitesse et de bruit
Dont nous n’entendons pas rugir la violence
Et d’où tombe pourtant ce colossal silence
Qui fait la paix, le calme et la beauté des nuits !!
Emile Verhaeren
Le système solaire est apparu il y a 4,5 milliards d’année alors que le BIG BANG, qui est aujourd’hui l’hypothèse de la création de l’univers, daterait de 13,5 milliards d’années. .
Pour comprendre l’origine du système solaire il est indispensable de comprendre l’univers qui l’entoure.
Contrairement aux croyances anciennes dans l’invariance et l’immobilité de l’espace au dessus de notre tête, grâce à l’observation de celui-ci par les moyens performants que sont
aujourd’hui les satellites artificiels, on sait maintenant qu’il est constamment en mouvement et en transformation dans une sarabande perpétuelle dont seul le temps de notre cours
séjour sur notre petite planète a pu nous abuser. Dans ce ciel parsemé des points lumineux que sont les étoiles on a reconnu plusieurs objets :
-des amas de gaz et de poussières appelés nébuleuse
- des milliards d’étoiles qui se réunissent en groupes appelés galaxie dont celle de notre soleil la « voie lactée »
-des étoiles indépendantes qui sont souvent soit en création soit en fin de vie
. Entre ces objets règne un vide très poussé mais qui contient malgré tout des zones de poussières interstellaires sous forme de grains minuscules dont la taille moyenne est de
l'ordre du millionième de mètre, similaire par exemple à la taille des particules de fumée de cigarette.
Etant donné les dimensions de cet univers il a été nécessaire de créer différentes unités de mesure de distances applicables aux différents espaces que l’on étudie
Les Unités de distances
Le kilomètre est utilisé pour les mesures des objets du système solaire
Pour les dimensions à l’intérieur du système solaire et dans l’espace interstellaire on utilise soit:
-Le temps lumière qui est la vitesse parcourue dans le vide par unité de temps par la lumière (300 000 km/sec) la
terre est en moyenne à 8,2 minutes lumières du soleil
--l’unité astronomique qui est la distance moyenne minimale terre soleil
-- le parsec qui est la distance d’une étoile dont le parallaxe (angle des axes de visées aux 2 positions opposées
de l’aphélie de notre planète) est d’une seconde d’arc
En
kilomètr
es
En
temps
lumières
En unités
astronomiq
ues
En parsec
L’année
lumière
9 460
Milliards
1
61 879,5
UA
0,306
L’unité
astronomi
que
149,6
millions
8,2
Minutes
lumières
1
0,004848
milliparse
c
Le parsec
30 839
Milliards
3,26
Années
lumières
206 265
UA
1
La distance entre le soleil et l’étoile la plus proche Proxima du Centaure est de 4,22 années lumières
Quelques idées de distance
La distance moyenne qui nous sépare du centre du soleil est de 8,2 minutes lumières et notre satellite la lune est à 1,2 seconde lumière
Entre nous et la planète la plus proche Mars la plus courte distance est de 55,758 millions de km soit 3,05 minutes lumières
La planète Neptune dernière planète du système solaire est à 4,5 heures du soleil
L’étendue de notre galaxie, la Voie lactée est d’approximativement 100.000 années lumières
La galaxie la plus proche, Andromède, est à une distance de 2 années-lumière. En ce qui concerne les étoiles, la plus proche est Proxima du Centaure à 4,2 années lumières et la
plus brillante Sirius , deux fois plus massive que le soleil est à 8,6 années lumières .

Nébuleuse
Le système interstellaire est composé de 3 objets , les nébuleuses obscures qui sont des amas de
poussières et de gaz et sont probablement des pouponnières d’étoiles, les nébuleuses en émission qui sont
lumineuses mais sont probablement causées par la mort d’une étoile géante et les galaxies parfois
regroupées en amas et qui sont des rassemblements de millions d’étoiles comme notre soleil tournant
autour d’un centre, comme notre « Voie Lactée »
Galaxie SpiraleAmas de poussière
Système interstellaire
On entend par nébuleuse toute région du milieu interstellaire particulièrement riche en gaz ionisés et en poussière. Les nébuleuses sont à la fois des pouponnières actives et des
cimetières d'étoiles. Ces splendeurs du ciel sont éclairées par les étoiles qu'elles contiennent ou par les étoiles proches situées derrière elles. Leur gaz est composé d'environ 90 %
d'hydrogène et de 10 % d'hélium ; les autres éléments, , ne sont présents que sous forme de traces. Des molécules sont également observées dans le milieu interstellaire sous
forme de nuages moléculaires les plus abondantes sont H2 et CO.
On différencie six types de nébuleuses, dont les plus fréquentes sont constituées de poussières et de gaz inerte, elles absorbent en partie la lumière qui les traverse et voilent donc
ce qui se trouve derrière elles.
Galaxie du triangle
Voie lactée
Grand nuage de Magellan
Galaxie d’Andromède
Les galaxies
Le Groupe Local
Les galaxies sont de vastes systèmes d'étoiles et de matière interstellaire, contenant de plusieurs millions à des milliers de milliards d'étoiles, avec des masses allant également de
plusieurs millions à des milliers de milliards de masses solaires. Leurs dimensions s'échelonnent de quelques milliers à plusieurs centaines de milliers d'années-lumière, et elles
peuvent être séparées les unes des autres par des distances se comptant en millions d'années-lumière. Elles se présentent sous des formes variées : spirales, lenticulaires,
elliptiques et irrégulières. Enfin, en plus d’étoiles parfois groupées elles contiennent aussi différents types de nébuleuses et des amas de poussière
Il y a trois grands types de galaxies : les elliptiques, les spirales, et les irrégulières.
Les galaxies spirales sont faites d'un disque en rotation et composé d'étoiles et de milieu interstellaire, avec un bulbe central d'étoiles généralement plus anciennes. De ce bulbe
émergent des bras relativement brillants.. Les bras spiraux tournent autour du centre, au même titre que les étoiles, mais avec une vitesse angulaire constante, les étoiles entrent
et sortent des bras spiraux ; les étoiles proches du centre galactique orbitent plus vite que les bras alors que les étoiles les plus externes se déplacent moins vite.,. Les étoiles les
plus lumineuses sont aussi les plus massives, et ont une durée de vie très brève (quelques millions d'années contre 10 milliards d'années pour le Soleil),
Autour des galaxies se trouve un gaz raréfié qui possède une densité légèrement plus élevée que celle de l'Univers. On parle alors de milieu intergalactique. Sa densité ne
dépasse pas 100 atomes d'hydrogène par mètre cube.
La plupart des galaxies sont gravitationnellement reliées à un certain nombre d'autres... La Voie lactée fait ainsi partie d'un groupe de galaxies appelé Groupe local ou amas de la
vierge dont elle est le membre le plus massif avec la Galaxie d'Andromède(M31), Les galaxies qui les composent interagissent entre elles, et sont susceptibles de fusionner..
Autour de notre galaxie et faisant partie du même groupe, on trouve le Petit et le Grand Nuage de Magellan qui sont des galaxies naines mais surtout la galaxie géante
d’Andromède distante de 2 millions d’années lumières et qui se rapproche de notre galaxie à la vitesse de 130 km/s ce qui laisse prévoir que dans 5 à 6 milliards d’années elle
absorbera la voie lactée celle-ci ayant elle-même entretemps absorbée les 2 galaxies naines. Toutes ces absorptions provoqueront d’énormes perturbations parmi les étoiles de
ces galaxies.

Voie Lactée
La forme générale de notre galaxie est un disque de 100 000 années lumières de diamètre et de 10 000 années
lumières d’épaisseur comportant un bulbe central, lui-même entouré d’un halo sphérique de faible densité. Elle
tourne autour de ce centre qui est un trou noir. Elle contient entre 100 et 200 milliards d’étoile dont le soleil pour
une masse totale évaluée à 2000milliards de la masse du soleil(2000.10²² tonnes). La galaxie la plus proche est la
Galaxie d’Andromède à 2,5 millions d’années lumières
Notre système solaire fait partie de la galaxie nommée depuis toujours voie lactée en raison de la grande trainée laiteuse qui apparait le soir dans le ciel. . Ce disque mesure près
de 100 000 années lumière de diamètre et quelques années lumières d’épaisseur et tourne autour d’un bulbe central. Ce centre appelé Sagittaire A est un trou noir massif qui
pèserait environ 3 millions de masse solaire. Comme les milliards de galaxie qui peuplent l’univers la voie lactée rassemble de 200 à 400 milliards d’étoiles dont la plus proche de
nous est Proxima du centaure
Le Soleil situé à l'avant-bras de notre galaxie tourne autour du cœur de la Voie-Lactée, à environ 240 km/s. Actuellement à une distance de 27_000 années lumière du centre, il
faut au système solaire 250 millions d'années pour accomplir un tour autour du cœur de la Voie-Lactée..
Représentation du système solaire
Données du Soleil et des planètes comparées à la Terre
Distance
(UA)
Rayon
(Terre)
Masse
(Terre)
Rotation
(Terre)
Satellites
Orbital
Inclination
Orbital
excentricité
Obliquité
Densité
(g/cm3)
Soleil
0
109
332 800
25-36°
9
---
---
---
1.410
Mercure
0.39
0.38
0.05
58.8
0
7
0.2056
0.1°
5.43
Venus
0.72
0.95
0.89
244
0
3.394
0.0068
177.4°
5.25
Terre
1.0
1.00
1.00
1.00
1
0.000
0.0167
23.45°
5.52
Mars
1.5
0.53
0.11
1.029
2
1.850
0.0934
25.19°
3.95
Jupiter
5.2
11
318
0.411
16
1.308
0.0483
3.12°
1.33
Saturne
9.5
9
95
0.428
18
2.488
0.0560
26.73°
0.69
Uranus
19.2
4
17
0.748
15
0.774
0.0461
97.86°
1.29
Neptune
30.1
4
17
0.802
8
1.774
0.0097
29.56°
1.64
L'adoption de l'héliocentrisme a non seulement bouleversé la conception philosophique du monde, puisqu'elle remettait en cause la place de la Terre, donc celle de l'homme, dans
la nature, mais elle a également modifié les notions de système et de loi physiques, en les faisant sortir du domaine restreint de la physique terrestre
Le Système solaire est composé d'une étoile, le Soleil, de huit planètes, de cent cinquante neuf satellites gravitant autour de ces planètes et de nombreux petits astres appelés
météorites, astéroïdes, comètes
Il a été reconnu à ce jour dans le Système solaire huit planètes classiques (Mercure, Vénus, La Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune), et, provisoirement, quatre
planètes naines (un astéroïde, Cérès, et trois objets situés au delà de Neptune : Pluton, Charon et Eris,).
Le soleil est la principale source d'énergie, de lumière et de chaleur dans le Système solaire, ce qui a permis la vie sur Terre. Il représente 99,90 % de la masse de l'ensemble.
Jupiter et Saturne, les deux plus massifs objets orbitant autour du Soleil, regroupent à eux deux plus de 90 % de la masse restante. La plupart des grands objets en orbite autour
du Soleil le sont dans un plan proche de celui de l’orbite terrestre, nommé écliptique tandis que les comètes et les objets de la ceinture de Kuiper ont pour la plupart une orbite qui
forme un angle significativement plus grand par rapport à lui. Toutes les planètes et la plupart des autres objets orbitent dans le même sens que la rotation du Soleil, c’est-à-dire
dans le sens inverse des aiguilles d’une montre du point de vue d’un observateur situé au-dessus du pôle nord solaire. La distance d'un corps au Soleil varie au cours de sa rotation
autour du Soleil. On appelle le point le plus proche du Soleil de l'orbite d'un corps son périhélie, le plus éloigné étant son aphélie
La situation du système solaire dans la galaxie est probablement un facteur de l'évolution de la vie sur Terre. Son orbite est quasiment circulaire et est parcourue à peu près à la
même vitesse que la rotation des bras spiraux, ce qui signifie qu'il ne les traverse que rarement. Les bras spiraux hébergeant nettement plus de supernovas potentiellement
dangereuses, cette disposition a permis à la Terre de connaitre de longues périodes de stabilité interstellaire Le système solaire réside également en dehors des zones riches en

étoiles autour du centre galactique. Près du centre, l'influence gravitationnelle des étoiles proches perturberait plus souvent le nuage d'Oort et propulserait plus de comètes vers le
système solaire interne, produisant des collisions aux conséquences potentiellement catastrophiques.
Le Système-Solaire est englobé par une région de l'espace nommée l'héliosphère et limité par l’ héliopause.. Sa dimension varie selon l'activité du Soleil, elle s'étend au minimum
jusqu'à 100 UA du Soleil.
1er une nébuleuse solaire s'éffondre
sous son propre poids
2ème la nébuleuse prend progressivement la
forme d'un disque aplati en rotation
Formation du système solaire
3ème sous l'effet de leurs collisions
mutuelles, les grains engendrent de petits
planétoïdes de dimensions kilomètres
4ème la formation d'embryons planétaires
d'environs 1 000 km de diamètre a lieu et le
Soleil s'est condensé dans la partie centrale
Selon l'hypothèse la plus couramment acceptée, le système solaire s'est formé il y a 4,6 milliards d'années à partir d'une nébuleuse, issue de l'explosion d'étoiles plus anciennes :
Super Nova par effondrement gravitationnel d'un nuage moléculaire géant. Les études de météorites révèlent des traces d'éléments qui ne sont produits qu'au cœur d'explosions
d'étoiles très grandes, indiquant que le Soleil s'est formé à l'intérieur d'un amas d'étoiles et à proximité d'un certain nombre de supernovas. L'onde de choc de ces supernovas a
peut-être provoqué la formation du Soleil en créant des régions de surdensité dans la nébuleuse environnante, permettant à la gravité de prendre le dessus sur la pression interne
du gaz et d'initier l'effondrement. Ce nuage connu sous le nom de nébuleuse pré-solaire avait un diamètre entre 7000 et 20 000 UA et une masse légèrement supérieure à celle du
Soleil. Dans la nébuleuse primitive, on trouve déjà tous les éléments qui composent actuellement notre système solaire actuel. Les principaux d'entre eux sont le carbone, l'azote,
l'oxygène et divers minéraux. Mais il y a surtout de l'hydrogène et de l'hélium qui sont les deux composantes nécessaires à la création d'une étoile
. Au fur et à mesure de son effondrement, la conservation du moment angulaire de la nébuleuse la fit tourner plus rapidement. Tandis que la matière s'y condensait, les atomes y
rentrèrent en collision de plus en plus fréquemment.. A force de tourner et de se contracter sur son centre par l’effet de l’attraction gravitationnelle ce nuage s'est échauffé et a
commencé à briller, ce qui a donné naissance à une protoétoile, Autour du centre de gravité se développe une condensation massive, qui attire à elle la plus grande partie (99 %)
de la matière du nuage (essentiellement de l'hydrogène et de l'hélium) Le protosoleil est une masse instable où règne la convection turbulente ; sa température croît rapidement, et
il se met à rayonner dans le spectre visible, avec un éclat qui sera multiplié par 100 en quelques dizaines d'années. Après 100 millions d'années, la pression et la densité de
l'hydrogène au centre de la nébuleuse devinrent suffisamment élevées pour que la protoétoile initie la fusion nucléaire, accroissant sa taille jusqu'à ce qu'un équilibre hydrostatique
soit atteint, l'énergie thermique contrebalançant la contraction gravitationnelle. À ce niveau, le Soleil devint une véritable étoile
Le Soleil jeune continue à se contracter rapidement (en 500 ans, son rayon diminue de moitié), avec des phases explosives qui peuvent s'accompagner d'une émission de flux
intenses de particules. . La contraction s'achève après 60 millions d'années (à peu près en même temps que l'accrétion des planètes telluriques) sa vitesse de rotation va décroître
jusqu'à la valeur actuelle, du fait de la perte de masse que représente le vent solaire
Pendant ce temps, l’action de la gravité, de la pression gazeuse, des champs magnétiques et de la rotation aplatirent la nébuleuse en un disque protoplanétaire de particules en
rotation d'un diamètre d'environ 200 UA entourant la proto-étoile dense et chaude... Les abords de l'étoile étaient à des températures élevées mais les régions lointaines du disque
étaient dans un froid glacial. Donc près du Soleil seul les silicates ont pu exister à l'état solide et bien plus loin avec le froid tout a gelé, les grains de poussière été enrobés de
glace. Lorsque les grains ne vont pas trop vite et se percutent, ils forment des planétoïdes. . Puis, ils s'assemblent entre eux et forment une planète. Pour qu'une planète naisse, il
faut compter entre 50 et 100 millions d'années.Les autres corps du système solaire se formèrent du reste du nuage de gaz et de poussière.
Le système solaire interne était trop chaud pour que les molécules volatiles telles que l'eau ou le méthane se condensent : les planétésimaux qui s'y sont formés étaient
relativement petits et principalement formés de composés à point de fusion élevé, tels les silicates et les métaux. Tous ces fragments se sont collés les uns les autres et ont formé
les planètes telluriques. Plus loin, les effets gravitationnels de Jupiter empêchèrent l'accrétion des planétésimaux, formant la ceinture d'astéroïdes. Encore plus loin, là où les
composés glacés volatiles pouvaient rester solides, Jupiter et Saturne devinrent des géantes gazeuses. Uranus et Neptune capturèrent moins de matière et on pense que leur
noyau est principalement formé de glaces
Dès que le Soleil produisit de l'énergie, le vent solaire souffla le gaz et les poussières du disque protoplanétaire, stoppant la croissance des planètes.
Pendant au moins un milliard d'années, ces corps ont été soumis à un bombardement très violent de météorites. C'est ainsi qu'est apparu notre système solaire actuel.......
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