Le système solaire sous un nouveau jour

*** Le Système Solaire ***
Lorsque l’on pense au système solaire, on imagine immédiatement un soleil autour duquel tournent des planètes. Avec un peu d’intérêt pour
l’astronomie, on apprend qu’il y en a huit, qu’elles sont classées en deux catégories (rocheuses et gazeuses). Au final, un système assez simple comme
on le voit dans n’importe quel ouvrage de vulgarisation. On nous présente sans cesse la même image :
Magnifique certes…mais très incomplète. En réalité, pour représenter le système solaire de manière complète
mais toujours épurée, il faudrait nous habituer à ceci :
Oui, évidemment, il paraît bien plus compliqué de s’y retrouver ainsi, cependant c’est la seule et vraie représentation du système solaire.
Nous allons voir cette carte en détail et y lister tous les objets qui en font partie, et nous allons rapidement dépasser les neuf objets habituels.
Pour le Soleil, inutile de chercher plus loin, pas de changement. C’est une petite étoile de type G2 (classification de HR) de couleur jaune donc, le « 2 »
indiquant une étoile plus brillante que les « G » classiques (voir article sur le diagramme HR). S’il fallait chercher un roi, nous l'avons trouvé car il faut
savoir qu’à lui seul, le Soleil représente près de 99,9% de la masse totale du système solaire.
À proximité du Soleil nous avons quatre petites planètes rocheuses, les « Telluriques » (du latin « tellus » = terre/sol).
En premier lieu, « Mercure », planète présentant un visage
semblable à la « Lune » dû à sa trop fine (je dirais même
inexistante) atmosphère qui l’empêche d’être protégée des
agressions extérieures, telles que les astéroïdes ou les
particules solaires.
Trop chaude en journée, trop froide la nuit, ce n’est certes pas
la destination de rêve pour des vacances.
Sol de « Mercure » > > >
Ne cherchez pas non plus du côté de « Vénus », planète à l’atmosphère si dense que la
pression vous écraserait immédiatement. Il y règne en permanence une température
d’environ 450°, entretenue par un effet de serre qui s’est emballé. Et pour vous
dissuader définitivement de vous y rendre pour une promenade, sachez qu’il y pleut en
permanence de l’acide sulfurique, et même si la pression l’empêche de toucher le sol,
votre descente risque d’être pour le moins chaotique.
< < < Sol de « Vénus » (image radar)
Laissons derrière nous la déesse...mmm...de l’amour (oui bon, on ne
connaissait pas l’environnement de la planète durant l’antiquité !)
et dirigeons-nous vers notre belle planète bleue.
C'est là que notre voyage va nous faire découvrir plus de monde que prévu.
Tous le monde en parle, tout le monde la voit, mais elle est rarement représentée
sur une carte du système solaire. Pourtant elle est bien là, c'est la « Lune », notre seul
satellite naturel permanent. Je dis bien « permanent », car la « Terre » possède d'autres
satellites naturels, comme « Chruitne » et d'autres astéroïdes de petite taille, qui sont
capturés lors d'un passage rapproché (géocroiseurs) et qui tournent autour de notre
planète pendant quelques années ou quelques siècles, avant de repartir vers l'espace
(ou de s'écraser sur notre sol). Gardons donc la « Lune » dans notre tête pour le comptage final.
Couple « Terre/Lune » > > >
En attendant, reprenons notre route vers « Mars »,
où sur le chemin nous rencontrons à nouveau
des géocroiseurs, plus ou moins dangereux pour notre planète.
Des astéroïdes perdus ayant créé une orbite près de la Terre.
< < < Astéroïde Géocroiseur
Nous voici près de la fameuse planète rouge,
sujet de toutes les attentions, en particulier
pour ses mystères, dont la possibilité
de la présence d’eau dans un lointain passé
ou encore de traces d’une ancienne
forme de vie aujourd’hui disparue.
Si elle ne peut se targuer d'avoir un
satellite aussi gros que la « Lune »,
elle peut au moins se vanter d'en avoir deux.
Pour une planète tellurique c'est déjà une
forme de record ! Voici « Phobos » et « Deimos »,
la peur et la terreur. Deux astéroïdes provenant
de la ceinture principale et capturés lors
de leur passage près de la planète.
Et si « Phobos » est destiné à se réduire
en poussière d’ici 100 000 ans, et créer un
magnifique anneau autour de Mars, pour l’instant il
est bel et bien là. Cet astéroïde et son compagnon
s’ajoutent donc à la liste des objets du système
solaire.
« Mars », « Phobos » (dr.) et « Deimos » > > >
Comme pour séparer les planètes telluriques (système héliosphérique
interne) des planètes gazeuses (système héliosphérique externe),
la « ceinture d'astéroïde » s'interpose entre « Mars » et « Jupiter ». Riche
de millions d'astéroïdes de tailles très variables (quelques centimètres à
plusieurs centaines de kilomètres), elle regroupe les objets n'ayant pas
participé à la formation des planètes de roche, comme un dépotoir de
l'espace. Certains des objets de cette ceinture méritent une attention
particulière au vu de leur taille imposante. Voici les quatre plus gros
astéroïdes qui en font partie : « Junon », « Pallas », « Vesta » et
« Cérès ». Ce dernier atteint la taille impressionnante de 967
kilomètres de diamètre, et il a longtemps semé le doute dans le cerveau
des astronomes, quant à savoir s'il devait être classé en tant
qu'astéroïde ou bien en tant que planète (la faute en revient en partie à
« Pluton »). Heureusement une solution « amiable » à été décidée et il est
aujourd'hui classé dans une nouvelle catégorie : les « planétoïdes ».
Nous voilà donc arrivés à l'entrée du système héliosphérique
externe, avec comme mise en bouche la plus grosse planète :
« Jupiter ». Le Dieu des Dieux inaugure la deuxième classe de
planètes : les géantes gazeuses. Représentant à elle seule les
deux tiers du 0,1% de masse du système restante après le
passage du Soleil, elle se permet le luxe de posséder 4 grandes
lunes, les satellites galiléens : « Io », « Europe », « Callisto »et
« Ganymède ». Ce dernier étant le plus grand satellite du
système solaire. Mais si ces satellites dépassent les 4 000
kilomètres de diamètre et son facilement observables depuis la
Terre, Jupiter cache un petit supplément de 63 satellites
gravitant autour d’elle. Voilà un ajout considérable dans notre
calcul final, même si elle ne détient pas le record ! Elle
possède également de très fins anneaux de poussières
invisibles depuis la « Terre »
« Jupiter » entourée de ses anneaux > > >
Ajoutez à cela, deux groupes d’astéroïdes gravitant aux points
de Lagrange L4 et L5, les « Troyens », et qui suivent et précèdent
en permanence la planète sur son orbite. Le calcul s’emballe.
Les astéroïdes « Troyens » > > >
Mais continuons notre voyage…
Nous sommes à 1,4 milliards de kilomètres du Soleil, la
température atteint les 180° degrés au-dessous de zéro, et dans notre
champ de vision une merveille apparaît : « Saturne » ! Possédant également
son cortège de satellites, elle se contente d’environ 200 satellites observés
+ 150 lunes mineures, soit presque 350 satellites ! Mais ce n’est pas tout... Saturne
possède en effet un gigantesque système formé de 7 anneaux principaux,
eux-mêmes formés de millions d’astéroïdes de glace, d’une taille allant
de la simple poussière, à des rochers de plusieurs mètres de diamètre.
< < < « Saturne » – La reine des anneaux
Je crois que nous avons un gagnant non ? Mais notre comptage est loin d’être fini !
Mais si vous avez perdu le compte c’est normal, moi aussi :-)
On reprend notre voyage vers la superbe mais néanmoins étrange planète « Uranus ».
Première représentante de la troisième et dernière classe de planètes
(oui il y en a trois et non deux !), c’est un astre géant glacé. En effet, le manteau de la planète
est constitué essentiellement d'eau, d'ammoniac et de substances volatiles qui le glace littéralement.
C'est la zone la plus massive de la planète (plus de 13 fois la masse de la "Terre").
Présentant un axe incliné de plus de 90° sur l’écliptique, Uranus est
une planète qui semble rouler sur son orbite. Son basculement résulte probablement
d’un choc violent avec une autre planète, il y a plusieurs millions d’années.
Suivant ce schéma, les anneaux d’Uranus, au nombre de 13, ainsi que ses 27 satellites
connus, tournent autour de la planète à la verticale et à la différence des autres satellites
du système solaire, qui portent des noms de Dieux grecs ou romains, ceux d’Uranus empruntent
les leurs à des personnages des œuvres de William Shakespeare et d’Alexander Pope.
La planète possède également des anneaux mais beaucoup trop sombres pour être vus à grande distance.
« Uranus » – La planète couchée > > >
Enfin notre périple nous emmène vers la deuxième géante glacée et
dernière planète du système solaire : voici « Neptune » .
La reine des tempêtes, avec des vents atteignant les 2 700km/h et
également la reine des révolutions, avec une année égale à 165 ans
terrestres. Elle possède également son petit groupe de satellites, au
nombre de 14 (« Triton » étant le plus gros et par conséquent le plus
connu) ainsi que des anneaux très fins et sombres, parfois
entrecoupés de zones plus fournies et ainsi plus lumineuses,
apparaissant sous forme d’arcs de lumière.
< < < « Neptune », ses anneaux et ses arcs de lumière
Souvent, nous nous arrêtons ici, comme si le système solaire était fini.
Or, à partir de « Neptune » débute un nouveau monde qui s'ouvre
avec une nouvelle ceinture de débris, bien plus large que la ceinture
d'astéroïdes : la ceinture "Edgeworth-Kuiper" (ou plus communément
appelée « ceinture de Kuiper »).
Cette zone s’étendant de 30 Ua (Unité astronomique = 150 millions de km
environ) jusqu'à 100 Ua, est un vaste réservoir d’astres composés
essentiellement de glace, et qui une fois « injectés »
dans le système planétaire, et s’approchant du Soleil, peuvent
donner naissance à des comètes, ces astres chevelus si passionnants.
« Ceinture de Kuiper » > > >
Tout comme la « ceinture d’astéroïdes » semble fermer le système héliosphérique
interne, la « ceinture de Kuiper » semble fermer le système héliosphérique externe
(ou simplement le système héliosphérique). En réalité, le système solaire possède
plusieurs limites mais la « ceinture de Kuiper » n’en est pas une, car on y retrouve des
astres qui sont suffisamment grands pour ne pas être classés comme astéroïdes.
Elle est un mélange de tout ce qu'on pourrait trouver dans le système solaire, elle se superpose
même par endroits à l'orbite de Neptune, et on voit même s'y déplacer une ancienne planète :
« Pluton », accompagnée d'autres planétoïdes (appelés à tort « planètes naines »).
< < < Quelques exemples de « Planétoïdes »
NB : Pluton à longtemps été considérée comme la neuvième planète du système solaire, jusqu’à ce qu’elle perde son grade en août 2006, lorsque
l’Union Astronomique International (UAI) a redéfini le terme de « planète », de manière plus précise.
Ainsi, pour mériter l'appellation de « planète », en plus de devoir trouver un équilibre hydrostatique (en résumé avoir une forme ronde), un astre doit
également avoir fait le ménage autour de lui (éjecté, détruit ou capturé les petits objets proches, afin de le transformer en satellites). Cette dernière
condition n’ayant pas été remplie, la seule planète découverte par un Américain a donc été rétrogradée, puis classée dans la catégorie des « planètes
naines » et enfin dans les « planétoïdes » (le terme « planète naine » maladroitement opposé à...« planète » était un non-sens).
La première véritable limite du système solaire est « l’héliogaine », une zone composée
de deux parties bien distinctes :
1) « Le choc terminal » (ou intérieur de l’héliogaine): c’est une zone où le vent solaire
émis par notre étoile est toujours dominant, mais se retrouve en partie « pollué »
par le vent interstellaire, venant de l'extérieur du système.
2) « L’héliopause » (ou extérieur de l’héliogaine): c’est la limite atteinte par le vent solaire,
qui se retrouve en de plus petites quantités au fur et à mesure de sa progression
dans « l’héliogaine ». Arrivé à « l’héliopause », le vent interstellaire domine totalement.
Le vent solaire n’est plus présent, bloqué et même parfois repoussé par une onde de choc,
créée par la rencontre des particules solaires avec les particules interstellaires.
Le « choc terminal » et « l’héliopause » – Limites interne/externe de « l’héliogaine » > > >
Quelques particules arrivent tout de même à se faufiler dans
les mailles du filet et entrent dans le milieu interstellaire,
où la rencontre avec les particules présentent dans ce dernier,
donnent naissance à de l’hydrogène chaud.
Cette accumulation de gaz crée ainsi une sorte d'atmosphère pour
« l'héliosphère » : le « mur d’hydrogène ».
Il se situe entre « l’héliopause » et la deuxième limite : « l'arc de choc ».
L'arc de choc est une rupture entre la magnétosphère d'une étoile
(la limite du champ magnétique) et l'entrée dans le milieu
interstellaire sans nouvelle influence magnétique venant d'un autre astre.
Il est plus couramment appelé Magnétopause.
< < < Le « mur d’hydrogène » et la « magnétopause » ou « arc de choc »
Après l’arc de choc, un objet n’est donc plus sous l’influence magnétique de l’étoile, mais il est toujours sous son influence gravitationnelle.
Petite parenthèse justement avec un exemple : la sonde « Voyager 1 ».
Lancée en 1977, elle fait souvent l’objet d’articles peu instruits, décrivant
sa sortie réussie du système solaire, il y a de cela quelques mois.
Or, il y a une petite erreur... Elle quitte certes « l'héliosphère », donc la zone balayée
par les vents solaires, et elle n'est presque plus sous l'influence magnétique
du Soleil, mais elle est encore liée à notre étoile par la gravitation.
Pour sortir réellement de notre système solaire, il lui faut encore dépasser la zone
d'attraction, « marquée » par la limite externe du nuage d'Öpik-Oort
(ou plus simplement « nuage de Oort »), cette vaste sphère,
gigantesque réservoir de glace (donnant tout comme la « ceinture
de Kuiper » naissance à de futures comètes), agissant comme une clôture ultime.
< < < Sonde « Voyager »
La limite externe du nuage se situe à une distance
d’environ 60 000 Ua, soit à une Année-lumière du
Soleil, environ 10 000 milliards de kilomètres (et les
calculs récents la déplacerait même vers les 100 000
Ua) ! Sachant que « Voyager 1 » en prenant comme
repère l'année 2012, n’a parcouru que
33 Heures-lumière en 35 ans (à une vitesse de plus
de 60 000 km/h), il lui reste donc plus de 10 000 ans
avant de rejoindre la limite externe du « nuage de
Oort » et ainsi, de se libérer totalement de l'emprise
de notre Soleil (40 000 pour atteindre l’étoile plus
proche de nous « Alpha du centaure »).
Voilà qui ferme donc cette petite parenthèse
« Voyagerienne ».
Position actuelle des sondes « Voyager » > > >
Nous voilà donc arrivés à la véritable limite du système solaire. À un endroit ou nous ne sommes plus sous aucune influence (magnétique ou
gravitationnelle) venant du Soleil. Nous voilà donc dans le milieu interstellaire « pur » !
Pour conclure, je dirais que le système solaire « classique » se retrouve vite relégué au rang de « système old-school » si on se donne la peine d’en
apprendre davantage sur lui, mais il retrouve désormais dans notre esprit sa véritable place, celle d’un système complexe. Une étoile dominante, des
planètes telluriques, des planètes géantes gazeuses, des planètes géantes gazeuses et glacées, des planétoïdes, des satellites par centaines, des astéroïdes
et des comètes par millions... cela fait sérieusement enfler le total habituel des neuf objets auxquels nous sommes habitués.
PS : Si vous vous sentez petits après cette lecture, sachez que j’en rajouterai une autre couche bien
plus rapide mais aussi plus épaisse, une autre fois ;-)
Dossier réalisé par Giacomoni Alexis
http://skytracker.kazeo.com/