1 Un petit village pittoresque : le système solaire

_1 Un petit village pittoresque : le système solaire
1 – 1 MERCURE [2013 - Sonde Messenger NASA et Obs Mt Hopkins]
A 3 min-lumière du Soleil, Mercure est la plus petite des huit planètes. Effectuant sa
révolution en 88 jours, c’est un astre rocheux au noyau métallique, sans atmosphère et dont
la surface, ressemblant beaucoup à celle de la Lune, est criblée de cratères météoritiques.
L’image obtenue en 2013 par la sonde Messenger a été volontairement contrastée pour
souligner les variations géologiques du sol.
1 – 2 VÉNUS [Sonde Mariner Octobre 1974]
Seconde planète du Système solaire, très semblable à la Terre en volume et en masse,
Vénus s’en distingue par une rotation très lente et une énorme atmosphère de CO2 portée à
400° C par l’effet de serre. Perpétuellement recouverte de nuages opaques et acides qui
effectuent le tour de la planète en 4 jours, elle n’a dévoilé son sol volcanique qu’aux images
radar. Un véritable enfer !
1 – 3 TERRE [7 Décembre 1972 - Apollo 17 en route vers la Lune]
Oasis improbable, située à 8 min-lumière du Soleil, juste dans la zone où l’eau peut rester à
l’état liquide et la température autoriser une chimie organique complexe, elle connait une
activité tectonique intense qui modifie sans cesse océans et continents. Elle est, pour
l’instant, le seul endroit connu où la Vie se soit développée et cela dès le premier milliard
d’années de son existence.
1 – 4 PAYSAGE DE LA TERRE
Situé dans l’Oregon, au Nord Ouest de l’Amérique, le Mont Hood, volcan faiblement actif qui
s’élève à 3400m d’altitude, est représentatif des reliefs dus à la subduction d’une plaque
océanique sous une continentale. Couvert de neige, se reflétant dans un lac aux eaux pures,
il symbolise un écosystème non encore complètement pollué. Cette région est l’une de celle
que nous étudions comme site d’observation de l’éclipse totale de Soleil du 21 août 2017 ;-)
1 – 5 PLEINE LUNE
Au dessus des cumulus d’une nuit d’été, surgit le satellite naturel de la Terre. Étant cette nuit-
là à l’opposé du Soleil par rapport à elle, la Lune nous présente sa face éclairée. C’est la
Pleine lune. Les vastes zones sombres où certains voient un visage, un enfant et son seau
ou encore un lapin ont longtemps été prises pour des mers et en ont gardé l’appellation : mer
de la Sérénité, mer de la Tranquillité, mer des Crises, Océan des tem pêtes ...
1 – 6 DERNIER QUARTIER DE LUNE
Dans cinq jours environ, la Lune passera dans la direction du Soleil et deviendra invisible. Ce
sera la Nouvelle lune. La lumière rasante met en valeur les différents types de formations
lunaires : « continents » montagneux, tourmentés et violemment cratérisés de sa jeunesse et
« mers » basaltiques sombres et lisses, produites par des épanchements basaltiques
ultérieurs sur lesquels presque aucune météorite tardive n’est tombée.
1 – 7 PIC CENTRAL DE TYCHO [2011 - Lunar R Orbiter NASA]
Tycho est un cratère lunaire très récent (peut-être quelques millions d’années seulement) qui
se distingue par des remparts très nets et abrupts et qui est encore entouré d’une vaste
auréole d’éjecta s’étendant sur plus de mille km. La photo montre le pic central résultant du
rebond de la roche liquéfiée au moment de l’impact, pic central qu’on retrouve sur la majorité
des grands cratères.
1 – 8 APOLLO 15
La mission Apollo 15, en juillet 1971, fut la première où les astronautes disposaient d’un
véhicule leur permettant d’explorer notre satellite sur plusieurs dizaines de km. On voit ici
James Irwin régler son véhicule au pied du Mont Hadley. Remarquez la couleur grise du sol
décoloré par le rayonnement solaire et le ciel noir en plein jour, cela étant du à l’absence
d’atmosphère.

1 – 9 MARS [1 juin 2000 Mars - Global Surveyor]
Deux fois plus petite en diamètre et dix fois plus légère que la Terre, Mars s’est refroidie plus
vite. Ses énormes volcans se sont éteints et son atmosphère s’est dispersée dans l’espace.
L’eau qui y coulait n’existe plus que sous forme de glace dans le sol ou de brumes dans le
ciel. Mais la Vie a peut-être eu le temps d’y apparaître, il y a quelques milliards d’années. On
en cherche les traces ...
1 – 10 PAYSAGE MARTIEN [Oct2012 - Rover Curiosity - site « Rocknest »]
Dans ce paysage tellement semblable à ceux des déserts terrestres, sous un ciel rosi par les
vents de sable, le rover Curiosity poursuit ses expériences géologiques, chimiques et
climatiques. Équipé d’instruments hautement performants, il peut analyser les roches de ce
qui fut autrefois le lit d’une rivière martienne. De toutes les planètes connues, Mars est de loin
celle qui ressemble le plus à la Terre.
1 – 11 JUPITER [21 avril 2014 - HST]
A 40 min-lumière du Soleil, voici la première des quatre planètes géantes. Douze fois le
diamètre de notre monde, trois cent fois sa masse, Jupiter est une énorme boule de gaz
turbulents devenant, en profondeur de plus en plus comprimés, puis liquéfiés. Quant au
cœur, ce pourrait être une boule rocheuse ou métallique très chaude, ayant la grosseur d’une
planète tellurique.
1 – 12 LA TACHE ROUGE [Janvier 1979 - Sonde Voyager 1]
Les bandes parallèles à la surface de Jupiter sont formées de nuages colorés emportés par
sa rotation. Les zones claires sont plus hautes et plus froides que les bandes sombres. La
rotation, plus rapide à l’équateur qu’aux pôles, provoque d’innombrables tourbillons. Le plus
grand d’entre eux, de couleur rougeâtre, grand comme la Terre et vieux d’au moins 300 ans
semble actuellement en régression.
1 – 13 IO, SATELLITE DE JUPITER [1999 - Sonde Galileo]
Premier des quatre satellites de Jupiter découverts par Galilée en 1609, Io effectue le tour de
son maître en 1.8 jour. Contrairement aux petits satellites des géantes, Io possède un
manteau rocheux et un noyau métallique. Torturé et chauffé par les effets de marée
gravitationnels de l’énorme Jupiter, il est couvert de volcans en activité permanente qui
donnent au sol la couleur jaune du soufre.
1 – 14 EUROPE, SATELLITE DE JUPITER [1999 - Sonde Galileo]
Second satellite galiléen par ordre de distance, Europe effectue sa révolution en 3.6 jours.
Comme les autres satellites galiléens, il est de nature tellurique. De plus, sous une épaisse
banquise il cache un océan dont l’eau est riche en composés chimiques, peut-être bio-
précurseurs. Le curieux réseau coloré qu’on aperçoit en surface provient de remontées de
cette eau à travers des fractures de la glace.
1 – 15 GANYMEDE, SATELLITE DE JUPITER [1999 - Sonde Galileo]
Troisième satellite galiléen par ordre de distance, Ganymède prend 7.2 jours pour effectuer
sa révolution. C’est le plus gros satellite du Système solaire. Il est même plus gros que la
planète Mercure. De nature tellurique mais avec une grande proportion de glace, il présente
une surface par endroits très ancienne et cratérisée et ailleurs des zone lisses et
transformées beaucoup plus récemment.
1 – 16 CALLISTO, SATELLITE DE JUPITER [1999 - Sonde Galileo]
Dernier et plus lointain des satellites galiléens, Callisto effectue sa rotation en 16 jours. De
nature tellurique lui aussi mais avec une plus grande proportion de glace que les autres, il
n’est presque pas réchauffé par effet de marée. Sa surface, criblée de cratères d’impacts, n’a
pas évolué depuis des milliards d’années. Le plus grand cratère, Valhalla, présente l’aspect
d’un lac où l’on aurait jeté un caillou.
1 – 17 SATURNE [Sonde Cassini]
Très semblable à Jupiter par sa structure interne, située à 1h 40-lumière du Soleil, dix fois
plus loin que la Terre, Saturne est (seulement !) 9 fois plus grande et 90 fois plus lourde que
notre planète. Sa rotation très rapide en 9 heures conduit à un fort aplatissement et à une
grande diffusion des bandes nuageuses. Observez les jeux d’ombre et de lumière créés par
les anneaux et deux de ses satellites.

1 – 18 ANNEAUX DE SATURNE [ 2005 / 2015 - Sonde Cassini ]
Probablement créés par l’explosion d’un satellite détruit par l’effet de marée, les anneaux
sont constitués de plusieurs milliards de blocs rocheux ou glacés qui tournent comme autant
de satellites individuels autour du globe. Les zones diverses qui apparaissent sont
sélectionnées par des phénomènes de résonnance avec les nombreux satellites qui tournent
à l’extérieur ou à l’intérieur des anneaux.
1 – 19 TITAN, SATELLITE DE SATURNE [ 2005 / 2015 - Sonde Cassini ]
Plus gros des 60 satellites connus de Saturne, c’est le seul dans le Système solaire à
posséder une atmosphère. Grace à l’orbiteur Cassini qui l’observe depuis 2005 à travers les
nuages et grâce à la sonde Huygens qui s’y est posée, on y a découvert des lacs et des
rivières, des marécages goudronneux, des variations saisonnières et une climatologie
passionnante basée sur le méthane.
1 – 20 ENCELADE, SATELLITE DE SATURNE [ 2005 / 2015 - Sonde Cassini ]
Parmi les nombreux satellites de Saturne, le petit Encelade est particulièrement intéressant.
Comme Europe, satellite de Jupiter, il est recouvert d’une banquise sous laquelle s’étend un
océan chaud qui se manifeste par des fractures gigantesques et des geysers qui jaillissent
au pôle sud. Or son petit diamètre, 500 km, impliquerait qu’il fût complètement gelé et inactif.
Mystère à éclaircir, d’autant que l’eau liquide est une condition d’apparition de la Vie !
1 – 21 URANUS [ HST ]
La troisième géante présente une particularité : son axe de rotation est incliné de 98° sur le
plan de l’orbite : elle tourne « couchée » sur l’écliptique et en sens inverse des autres
planètes. Fluide comme Jupiter et Saturne, sa composition chimique s’en distingue par une
plus grande quantité de glace. L’image IR, ici en fausses couleurs, montre lespoints chauds
dans l’atmosphère. Comme Saturne, elle est entourée d’anneaux mais ceux-ci sont très fins.
1 – 22 MIRANDA, SATELLITE D’URANUS [ Janvier 1986 - Sonde Voyager 2 ]
Avec seulement 480 km de diamètre, Miranda est le plus petit des gros satellites d’Uranus. Il
est aussi l’un des plus étonnants avec, banalement, des plaines cratérisée mais aussi de
vastes régions qui semblent issues des profondeurs et une chaîne de falaises atteignant une
dizaine de km de hauteur. L’ensemble témoigne d’une histoire géologique riche et complexe
difficile à expliquer.
1 – 23 NEPTUNE [ Août 1989 - Sonde Voyager 2 ]
Quasi jumelle d’Uranus, Neptune est juste un peu plus petite mais un peu plus lourde. De
même, elle contient plus de glace d’eau que Jupiter et Saturne. Sa couleur provient
probablement du méthane mais cette explication ne suffit pas à justifier une couleur aussi
franche. Neptune est, de toutes les géantes, celle qui connait les vents les plus violents,
atteignant 2000 km/h à l’équateur. Comme Uranus, elle est entourée de très fins anneaux.
1 – 24 TRITON, SATELLITE DE NEPTUNE [ Août 1989 - Sonde Voyager 2 ]
Principal satellite de Neptune, Triton est le seul des grands satellites du Système solaire à
tourner en sens inverse de sa planète. Cette observation et sa ressemblance avec Pluton
conduisent à la certitude qu’il provient de la ceinture de Kuiper, la proche banlieue du
Système solaire. Sa capture s’est probablement accompagné de violents effets de marée qui
sont à l’origine des formations cryovolcaniques très variées qu’on y observe.
1 – 25 STEINS, UN ASTEROÏDE PARMI DES MILLIERS [ 2008 - Sonde Rosetta ]
Tournant en 3.6 ans autour du Soleil sur une orbite 2.4 fois plus grande que celle de la Terre,
Steins est un tout petit astéroïde mesurant 5 km dans son plus grand axe. L’image
exceptionnellement détaillée a été prise par la sonde Rosetta qui l’a frôlé le 5 septembre
2008 lors de son voyage en direction de la comète Chury. Observez un cratère à sa surface
mesurant plus de 1.5 km de diamètre.
1 – 26 COMÈTE HALE BOPP [ Avril 97- Obs Kepler Autriche – Tel Schmidt 220mm ]
Avec un noyau de 60 km, cette comète est la plus grosse jamais observée. Lors de son
passage près de la Terre en 1997, elle est restée visible pendant 18 mois, assez brillante
pour être vue même en ville. Comme toutes les comètes, elle est constituée d’un noyau de
neige et de poussières qui s’évapore à proximité du Soleil et donne ainsi naissance à deux
queues de plusieurs millions de km : l’une de gaz ionisés et l’autre de poussière.

_2 Une étoile ordinaire : le Soleil
2 – 1 LE SOLEIL EN UV [Sonde Solar Dynamics Observatory]
Vue depuis le SDO, notre étoile présente un aspect inhabituel. D’une part, la sonde étant en
orbite hors de l’atmosphère, le ciel est parfaitement noir, rendant visibles les protubérances.
D’autre part, le SDO utilise un capteur sensible à l’Ultra Violet, rayonnement qui n’atteint
pratiquement pas le sol. La couleur rouge est totalement artificielle : elle code l’UV proche à
304 nm de longueur d’onde.
2 – 2 TACHE SOLAIRE [Juillet 2010 - Big Bear Solar Obs - Californie]
Cette image doit son extraordinaire qualité à l’utilisation d’une optique adaptative qui corrige
en temps réel le flou créé par la turbulence de l’air. On y distingue les milliers de bulles de
gaz chaud ( 5800 K ) venues des profondeurs de notre étoile. En bloquant ce transfert
d’énergie, le champ magnétique du Soleil maintient en surface les bulles refroidies ( 4500 K ),
créant ainsi les fameuses taches solaires.
2 – 3 UNE PROTUBÉRANCE [ Mars 2010 - Sonde Solar Dynamics Observatory]
Enregistrée par la sonde SDO de la NASA, l’image montre une gigantesque protubérance
solaire. Ces ponts de matière apparaissent lors d’éruptions à la surface de notre étoile.
Éjectés en quelques dizaines de minutes, maintenus en équilibre et violemment torsadés par
un puissant champ magnétique, ils retombent au bout de quelques heures. Plus denses que
le plasma qui les entoure, ils sont aussi plus froids : 10 000 K contre un à trois millions de K.
2 – 4 UNE PROTUBÉRANCE [Sonde Solar Dynamics Observatory]
S’étendant à plusieurs dizaines de milliers de km du Soleil, les protubérances sont
constituées d’un plasma d’hydrogène et d’hélium ionisés identique à celui de la surface
solaire. Elles ne sont visibles que pendant les éclipses ou alors avec des télescopes solaires
très sophistiqués. La matière éjectée par une éruption, plus froide – 10 000 K – que la
couronne très peu dense qui l’entoure, coule le long des boucles magnétiques.
2 – 5 ÉRUPTION SOLAIRE [Sonde Solar Dynamics Observatory]
Gros plan d’une région éruptive. Comme les autres images SDO, elle est enregistrée dans de
très courtes longueurs d’onde invisibles à l’œil nu : ici Ultra Violet à 284 nm, codé en jaune.
Les éruptions sont liées à la libération brutale du champ magnétique qui tenait confiné une
masse de plasma chaud. Dans certains cas, la masse éjectée atteint la Terre où elle
déclenche les aurores polaires.
2 – 6 LA COURONNE PENDANT UNE ÉCLIPSE TOTALE [ Miroslav Drückmüller ]
Probablement la meilleure photo d’éclipse jamais réalisée, œuvre d’un amateur tchèque. On
y distingue quelques protubérances et la couronne, c’est à dire l’atmosphère lointaine du
Soleil, un plasma structuré par le vent solaire et les champs magnétiques de notre étoile.
C’est ce vent de particules ionisées qui provoque les aurores polaires lorsqu’il atteint notre
planète. Notez sur la photographie la face nocturne de la Lune éclairée par le clair de Terre.

_3 Ciel nocturne : d’autres étoiles par millions
3 – 1 LA GRANDE OURSE AU DESSUS DU PIC DU MIDI [ Patrick Müller ]
Magnifique photo d’ambiance de Patrick Müller. Le ciel autour de l’étoile polaire avec la
Grande et la Petite Ourse dans le ciel jadis parfait de l’Observatoire du Pic du Midi de
Bigorre, haut lieu de l’astronomie française. C’est là que fut installé le coronographe de Lyot
et que furent réalisées les cartes de la Lune utilisées par les astronautes de la NASA. C’est
encore aujourd’hui un des meilleurs observatoires solaires du monde.
3 – 2 LA CONSTELLATION D’ORION
La « Californie du ciel » selon C. Flammarion. Une poignée d’étoiles jeunes, bleues, très
brillantes malgré une distance d’environ 700 al : Rigel, Bellatrix, Alnitak, Alnilam, Mintaka,
une supergéante rouge mourante à 400 al : Betelgeuse et un immense nuage d’hydrogène
illuminé ici et là par le rayonnement UV des étoiles les plus chaudes, créant ainsi des
nébuleuses roses devant lesquels se détachent des nuages sombres de poussière.
3 – 3 LA VOIE LACTÉE
Notre galaxie, La Galaxie (avec G majuscule), notre île dans l’Univers.
Type : spirale barrée. Diamètre 100 000 al. Environ 250 milliards d’étoiles.
Le Soleil est à 30 000 al du centre, au bord de l’un des bras spiraux.
Ce qu’on appelle : Voie lactée, c’est la longue bande laiteuse qui traverse tout notre ciel et
qui n’est autre que cette galaxie vue de l’intérieur et par la tranche.
3 – 4 LA VOIE LACTÉE AU DESSUS DU DÉSERT D’ACATAMA
La Voie lactée vue depuis le ciel quasi parfait du désert d’Atacama, au Chili, là où est
implanté le plus grand observatoire du monde, sur la colline à droite. On y distingue des
amas d’étoiles, des nébuleuses brillantes et les nuages de poussière. La zone la plus
brillante est en direction du centre de notre Galaxie, dans la constellation du Sagittaire, mais
ce centre reste cependant invisible car il est masqué par une sorte de brouillard interstellaire.