que doit on connaitre a propos du systeme solaire

QUE D OIT - ON CONNAITRE A PROPOS DU SYSTEME SOLAIRE ?
De nombreux livres existent le sujet et les manuels scolaires y consacrent quelques pages. Pourquoi un
document de plus ? Je souhaiterais ici aider les maîtres à connaître l'essentiel sans trop d'effort de mémoire. Et
montrer les liens qui existent entre ce que l'on fait apprendre d'une part, et ce que l'on peut réellement faire
observer d'autre part, sachant que ce sont ces liens qui fondent la vraie connaissance.
I- Description du système solaire
Les observateurs du ciel avaient remarqué, dès l'antiquité que, des astres dont les déplacements semblaient
désordonnés par rapport au mouvement général, apparent, des étoiles ou des constellations. Ces astres ont été
appelés planètes (d'un mot grec signifiant errant ).
Les planètes font partie d'un ensemble appelé "système solaire". Il est constitué principalement d'une étoile :
le Soleil, et de neuf planètes. La phrase suivante permet de retenir facilement le nom de ces planètes, dans l'ordre à
partir du Soleil :
Mon Vieux Théâtre M A Joué Souvent Une Nouvelle Pièce
Mercure Vénus Terre Mars Astéroïdes1 Jupiter Saturne Uranus Neptune Pluton
Consultons à présent le tableau suivant :
Mercure Vénus Terre Mars Jupiter Saturne Uranus Neptune Pluton
Diamètre (Km) 4878 12100 12756 6795 142984 120600 51300 49500 2000
Densité 5,4 5,2 5,5 3,9 1,3 1,3 1,2 1,6 2
Masse (/ Terre) 0,06 0,81 6.1024Kg 0,107 318 95 14,5 17,2 0,003
Distance au Soleil
(Millions de Km)
58 108 150 228 778 1427 2870 4496 5900
Durée d'une
révolution 88 jours
224,7 363.2425 687 jours
1 1 ,9 ans 29,5 ans 84 ans 164,8 ans
245 ans
Température maxi
(°C) mini
moyenne
430 -
170 460
14 -60
en haute
atmosphère
- 130
en haute
atmosphère
- 170
en haute
atmosphère
-220
en haute
atmosphère
-200
au sol
-230
Atmosphère Traces 96%
C02
No, Oi . . . 95% C02
H2, He
CH4
H2,He
CH4
H2,He
CH4
H2,He
CH4 Azote
Nombre de satellites
0 0
1 2 16 18 15 8 1
Ces planètes décrivent autour du Soleil des ellipses peu allongées, donc très proches de la forme circulaire.
La distance donnée est donc une moyenne.
D'autre part, toutes ces ellipses se situent dans des plans très voisins de celui de l'orbite terrestre dit "plan de
l'écliptique"2. Dans le ciel, on appelle écliptique la trace de ce plan. C'est donc sur cette "ligne" imaginaire que nous
1 Les astéroïdes sont des sortes de cailloux plus ou moins gros gravitant entre l’orbite de Mars et celle de Jupiter.
2 Origine du mot "écliptique" : il n’y a éclipse que si le Soleil, la Terre et la Lune sont alignés. Pour cela soit à la nouvelle Lune (éclipse
de Soleil), soit à la pleine Lune (éclipse de Lune) la Lune doit aussi se trouver dans le plan de l’écliptique qui n’est pas son plan de gravitation.

trouverons les planètes. Tout comme les anciens, qui avaient remarqué que les planètes "erraient", mais pas
n'importe où, dans les constellations qui se situaient, et se situent toujours, autour de cette ligne, qu’on appelle les
constellations du Zodiaque. C’est là tout à fait le fruit du hasard et le fameux zodiaque n’a strictement aucun pouvoir
sur nos destinées !
Mais par contre, là réside l’explication du fait que lorsque nous voyons en même temps 3 planètes. Elles
nous apparaissent alignées3 dans le ciel.
Que pouvons-nous remarquer et retenir facilement à partir de ce tableau ?
1- Les planètes Telluriques4 (Mercure, Vénus, Terre, Mars) sont les plus proches du Soleil. - Les géantes de
gaz (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune) en sont le plus éloignées. Ces géantes de gaz n'ont pas
toutes la même taille, mais elles sont composés des mêmes éléments, dans des proportions qui ne diffèrent
que légèrement. Tandis que Pluton aux confins du système solaire devra être considérée comme "un cas à
part", sujet de bien des controverses encore …
2- Les températures des planètes sont plus basses lorsqu'on s'éloigne du Soleil. Logique non ? Mais Vénus
quoique plus distante que Mercure, est plus chaude, c’est à cause de son effet de serre important, dû à son
atmosphère très dense de CO2. A présent les élèves connaissent l’effet de serre et peuvent donc
comprendre cela à leur manière…
3 - Plus une planète est éloignée du Soleil plus la durée de sa révolution est grande5 et en
conséquence plus son mouvement apparent sur l'écliptique est lent6. D'une semaine sur l'autre nous
pourrons observer le déplacement de Mars et surtout Vénus par rapport aux autres astres du ciè! (par
rapport aux constellations).
Remarquons d'autre part que les planètes visibles à l’œil nu sont les plus proches de nous :
- Mercure, mais sa proximité du Soleil rend son observation très difficile, je ne l’ai personnellement observé qu’une
fois.
- Vénus, proche du Soleil, proche de nous, très chaude donc très brillante : l'astre le plus brillant du ciel après
le Soleil et la Lune, visible de jour.
- Mars, proche de nous (elle l'est plus ou moins...) mais petite, elle peut être moins brillante que certaines
étoiles. Nous la voyons orangée et non rouge !
- Jupiter très brillante vu sa taille !
3 Sauf lorsqu’on les voit très proches les unes des autres.
4
Ce sont les planètes qui ont un sol solide et une forte densité. Aux élèves nous dirons « planètes solides qui ont un sol ».
5
Et d'ailleurs moins sa vitesse sur son orbite est élevée. Faites le calcul : vitesse = 2π multiplié par distance au Soleil / durée d’une révolution.
6
Lorsque nous regardons à travers la vitre d’un TGV en pleine vitesse nous avons l’impression que : "ce qui est près de nous semble
beaucoup se déplacer " au contraire qui est très loin de nous ( le soleil par exemple) semble "voyager avec nous".
Dans le ciel, il en est de même : les étoiles sont trop éloignées de nous pour que nous puissions, le temps d'une vie humaine
percevoir leurs déplacements relatifs. La carte du ciel est celle des objets lointains : étoiles, nébuleuses, galaxies. Les étoiles voisines pour
l'observateur terrestre y sont regroupées arbitrairement en constellations. Beaucoup plus proches de nous, les planètes ne peuvent figurer
sur la carte du ciel car elles ont un déplacement apparent par rapport aux constellations. Généralement ce déplacement est d’ouest en est.
Dans le cas contraire ( Vénus, Mars) on parle de rétrogradation.

- Saturne est beaucoup moins brillante que Jupiter. On en comprend facilement les raisons : même composition ou
presque, elle est aussi plus petite, plus éloignée de nous et de la source de lumière le Soleil7.
Le système solaire comporte en outre des comètes. Ce sont des boules irrégulières de glaces emprisonnant
des poussières, des blocs de quelques kilomètres qui décrivent des orbites très allongées autour du soleil. Lorsqu'une
comète se rapproche du Soleil, sa température s'élève, cela provoque la vaporisation d'une partie de la glace d'où le
fameux panache. Elle laisse alors derrière elle (sur sa propre trajectoire) les poussières libérées par la glace. Lorsque,
plus tard, la Terre rencontrera cette trajectoire, les poussières rentreront dans l'atmosphère en se consumant. C'est ce
phénomène que l'on appelle "étoiles filantes"
II- La genèse du système solaire
D'où vient le Soleil ? D'où viennent les planètes ? Pourquoi gravitent-elles autour du Soleil dans des plans très
proches et dans le même sens ? Le système solaire a eu an début, une histoire et continue d'évoluer. En l'état
actuel des connaissances, on peut résumer sa formation en quelques épisodes fondamentaux.
1- La nébuleuse primitive
Lorsqu'on fait la cuisine, il y a les ingrédients et la recette. Lors de l'élaboration du système solaire actuel, c'est
un peu la même chose mais cela a demandé 4,5 milliards d'années.
Les "ingrédients" de base sont les débris d'une étoile qui, en fin de vie, explose avec une violence extrême
(supernova). A cette occasion, tous les atomes qui se sont formés au cœur de l'étoile sont "remis en circulation" :
c'est la nébuleuse primitive : un grand nuage d'hydrogène contenant les débris de l'étoile défunte.
II n'y a pas à proprement parler de recette mais simplement l'action lente des lois fondamentales de la physique
avec en premier lieu celle de la gravitation universelle que l'on peut énoncer simplement comme suit :
" Deux corps quelconques dans l'Univers s'attirent réciproquement : proportionnellement à chacune de leurs
masses, et de manière inversement proportionnelle au carré de leur distance ".
Sous l'effet de la gravité la nébuleuse tourne sur elle-même...
2-Le système s'échauffe et s'aplatit…
Toutes les particules de la nébuleuse s'attirent les unes les autres, elles ont donc tendance à se rassembler
ce qui crée des masses plus importantes dont le pouvoir gravitationnel est accru.
C'est au centre que cela se concentre le plus, la physique nous dit que cette concentration de masse doit
accélérer de plus en plus le tournoiement de la nébuleuse. En conséquence, du fait de la force centrifuge la
nébuleuse s'aplatit progressivement, elle prend la forme d'un disque. Ceci fait que, beaucoup plus tard, nous
observerons que les planètes tournent, dans le même sens, autour du Soleil dans des plans très voisins.
3-Le "Proto-Soleil"
Au centre, les choses s'accélèrent, la matière se concentre de plus en plus : elle s'effondre sur elle-même, la
pression atteint des valeurs énormes. Dans un piston l'air comprimé s'échauffe de même le centre du disque
s'échauffe énormément : on parle de proto-Soleil (Soleil en gestation), l'énergie émise chauffe l'ensemble du
disque qui reste à l'état de gaz.
4-Les planétoïdes
Le proto-Soleil devient étoile : en son centre la température atteint des dizaines de millions de degrés, cela
déclenche la fusion des protons (noyaux d'atomes d'hydrogène) quatre par quatre pour donner des noyaux
7 Toutes les variables influant dans le même sens, on peut donc conclure !

d'hélium. Cette fusion nucléaire libère de l'énergie sous forme de rayonnement. Un équilibre s'instaure entre la
poussée du rayonnement (qui tend à faire exploser l'étoile) et la compression due à la gravité : le diamètre du
Soleil devient constant8 .
L'énergie qu'il émet diminue, le disque qui est très grand, se refroidit (surtout loin du centre). II se condense
en petits grains dont la composition chimique dépend de la température :
- Près du Soleil les éléments réfractaires, qui résistent à la chaleur : fer, silicates...
- Au loin les éléments légers et les glaces.
Dans un disque mince fait de petits grains, les chocs sont inévitables. Pas trop violents, ils collent les grains
les uns aux autres. Les astrophysiciens ont appelé cette phase "accrétion". Ainsi naissent des agglomérats de
toutes formes : les planétoïdes.
L'attraction universelle continue son oeuvre, regroupant les planétoïdes : sur une orbite donnée, le plus
gros d'entre eux rassemble tous les autres et devient planète. Autour de chaque planète (sauf Mercure et Vénus)
s'organisent de petites condensations qui donneront leurs satellites. D'après cette hypothèse, la formation de la
Terre aurait pu ne demander que 50 à 100 millions d'années.
5-Vers la forme actuelle…
Les planètes des régions froides captent les glaces et l'hydrogène : elles deviennent des géantes de gaz
(Jupiter, Saturne. Uranus, Neptune). Les planètes telluriques (Mercure, Vénus, Terre, Mars) "attrapent" les
éléments lourds qui gravitent plus près du Soleil. Cette matière leur est apportée en partie par les astéroïdes9 :
pendant un milliard d'années ceux-ci ont soumis les jeunes planètes à un fantastique bombardement, dont les cratères
sont les cicatrices.
Et Pluton ? : Planète tellurique, elle est pourtant la plus éloignée du Soleil, de plus son orbite est inclinée de 17
degrés par rapport au plan de l'écliptique. Ces deux faits seraient en contradiction avec le modèle explicatif que nous
venons de résumer ? Pluton, qui n'a été découverte qu'en 1930, pourrait provenir de la "ceinture de Kuiper" située
au-delà du système solaire et contenant une multitude de planétoïdes.
III- Conseils aux enseignants
Vous pourrez compléter ces éléments de base par des lectures, mais surtout en prenant l'habitude d'observer
régulièrement le ciel. Progressivement, vous aurez besoin de moins en moins de temps pour repérer les objets dont
vous parlerez ensuite à l'école. Et inciterez les élèves à en faire autant. Ne faites pas passer l’idée que l’astronomie
c’est affaire de spécialiste !
Je rappelle les questions auxquelles vous êtes déjà en mesure de répondre :
- Pourquoi Vénus brille-t-elle tant ? Pourquoi, dans le ciel, n'est-elle jamais très loin du Soleil dans le ciel?
- Pourquoi voit-on les planètes sur la même ligne ?
- Pourquoi Jupiter brille-t-elle beaucoup plus que Saturne?
- Qu'est ce qu'une comète ? Une étoile filante ?
8 Lorsque le soleil aura consommé son hydrogène cet équilibre sera rompu. Le soleil deviendra une "géante rouge dans... quelques
milliards d'années !
9 L'énergie libérée par le choc fait fondre la pierre. La lave rougeoyante qui s'échappe des entrailles de la Terre est constituée de cette
pierre fondue. Pendant la période intense du bombardement la Terre en était recouverte.

III Quelques liens Internet
Il y en a tant que sélectionner les sites les plus pertinents tient un peu du hasard, selon les mots clés choisis. En
voici tout de même quelque uns qui me paraissent intéressants. Certains d’entre eux rendraient presque ce document
inutile ou tout au moins le relèguent au rôle d’entrée en matière….Si c’est le cas tant mieux…
http://www.neufplanetes.org/systeme_solaire/ (schéma intercatif)
http://www.solarviews.com/french/solarsys.htm (complet, pas forcément facile…)
http://www.astrosurf.com/lombry/menu-astronomie-enfant.htm ( pour les élèves qu’ils disent…)
http://lepiller.free.fr/ (on peut cliquer sur : « pour ceux qui ne savant pas lire » !!!!)
Notre Galaxie : http://villemin.gerard.free.fr/Science/Galaxie.htm#voie
Schéma interactif du système solaire : http://system.solaire.free.fr/presentationsyt.htm
Position des planètes : http://perso.orange.fr/pljan/ +++++
Observer les planètes http://perso.orange.fr/pljan/jupiter.html
Observer vénus en plein jour : http://www2.globetrotter.net/faaq/bibliotheque/projetsobservation/bellt900.htm
Prochaines éclipses : http://perso.orange.fr/pgj/special-eclipse.htm ++++++
Explication des éclipses avec des schémas : http://lameyse.free.fr/explication.htm
http://membres.lycos.fr/eclipse99/phenomene/Default.htm
R EALISATION D ’ UNE MAQUETTE DU SYSTEME SOLAIRE AU CYCLE 3
http://netia59a.ac-lille.fr/~slilleouest/article.php3?id_article=67
Rappel : Les recherches sur Internet aussi passionnantes soient-elles ne doivent pas faire oublier que le
but est de se rendre capable d’observer !
Marcel Chantal centre IUFM de Melun document remanié en juin 2006