Système solaire - Définition et Explications

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Le système solaire est le nom donné au système planétaire composé du Soleil et des objets célestes gravitant autour de lui. Par extension, le terme système solaire peut parfois être employé pour désigner d’autres systèmes planétaires.

Présentation du système solaire (échelle non réelle).
Présentation du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...) (échelle non réelle).

Composition et structure

Notre système solaire est resté le seul connu jusqu'en 1995. C'est pourquoi le terme " système solaire " suffit à le désigner. Il est constitué du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...), de huit planètes (anciennement neuf), de trois planètes naines, ainsi que de petits corps du système solaire (c'est-à-dire les astéroïdes et les comètes) ainsi que les satellites (Satellite peut faire référence à :) de ces corps.

Au centre se situe le Soleil, notre étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) de taille modeste mais qui contient néanmoins 99,86 % de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) le système. De par sa masse, l'intérieur du Soleil atteint une densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) et une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) telles que des réactions de fusion nucléaire (La fusion nucléaire (dite parfois thermonucléaire) est, avec la fission, l’un des...) se produisent en son sein, dégageant de ce fait d'énormes quantités d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...). La plus grande partie de cette énergie est libérée dans l'espace sous forme de radiations électromagnétiques, principalement sous forme de lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du...). Le Soleil émet aussi un flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) de particules chargées appelé le vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont...). Ce vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...) solaire interagit fortement avec la magnétosphère (La magnétosphère est la région entourant un objet céleste dans lequel les phénomènes...) des planètes et contribue à éjecter les gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) et poussières en dehors du système solaire.

On peut imaginer que nous serions dans un système à deux étoiles si Jupiter avait eu une masse soixante fois plus importante. Tout comme le soleil, elle se serait effondrée sur elle-même provoquant une deuxième étoile de 4,2 à 6,2 fois plus éloignée.

Les planètes les plus proches du Soleil sont les planètes telluriques, petites, rocheuses et denses, avec une rotation lente (La Lente est une rivière de la Toscane.), une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) solide, pas d'anneaux et peu de satellites. En partant du Soleil, on trouve Mercure, Vénus, la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) et Mars.

Il existe au-delà de Mars une ceinture d'astéroïdes composée de centaines de milliers de corps, dont la taille varie de quelques mètres à plusieurs centaines de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...).

Lorsque l’astéroïde Cérès fut découvert en 1801, il fut d’abord considéré comme une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...). Avec la découverte de Pallas en 1802, de Junon en 1804, puis de Vesta en 1807, le Système solaire a même compté 11 planètes jusqu’en 1845.

Au-delà, s'ouvre le domaine des planètes géantes, gazeuses et peu denses, avec un noyau de faible dimension : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

De l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) de sa découverte (1930), jusqu'au 26 août 2006, Pluton (Pluton, dont la désignation officielle est (134340) Pluton, est la deuxième plus grande planète...) était considérée comme la neuvième planète de notre système (et la plus éloignée du Soleil). Son statut a été remis en cause par la découverte d'autres objets similaires orbitant dans la même région, et de tailles équivalentes — l'un d'entre eux, (136199) Éris, le surclassant par son diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...). Pluton a donc été reclassé comme planète naine (En astronomie, une planète naine est un type d'objet céleste du système solaire,...), tout en restant un des objets les plus grands d'une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) ceinture d'astéroïdes, appelée ceinture de Kuiper (La ceinture de Kuiper (parfois appelée ceinture d'Edgeworth-Kuiper, ['kœj.pər] en...). Cette ceinture, peuplée de milliers d'astéroïdes, est le réservoir des comètes à courte période.

La décision prise par l'assemblée générale de l'Union astronomique internationale (L’Union astronomique internationale (UAI ; en anglais International Astronomical Union,...) (UAI) le 24 août 2006 à Prague de créer la dénomination " planètes naines ", fait entrer dans cette catégorie :

  • Pluton
  • Éris
  • Cérès

Note : cette liste n'est pas limitative et devrait s'enrichir dans les mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) à venir d'autres corps des deux ceintures astéroïdales.

Enfin, il existe, encore plus loin que la ceinture de Kuiper et jusqu’à une distance de deux années-lumière un énorme nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en...) sphérique, appelé nuage de Oort, qui contiendrait des milliards de noyaux cométaires. Cérès est une planète naine qui sera examinée en 2014.

Planètes

Toutes les caractéristiques des planètes sont données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) relativement à celles de la Terre. S'agissant du Soleil, son diamètre équatorial est de 109,3 fois celui de la Terre, pour une masse de 332 946 fois celle de la Terre.

symbole Planète Diamètre équatorial Masse Demi-grand axe Période de rotation (La période de rotation désigne la durée mise par un astre (étoile, planète, astéroïde) pour...) Période sidérale Nature
? Mercure 0,382 0,06 0,38 58,65 j 87,969 j Tellurique
? Vénus 0,949 0,82 0,72 243,02 j 224,701 j Tellurique
Terre 1 1 1 1 j 365,256 j Tellurique
? Mars 0,53 0,11 1,52 1,026 j 686,960 j Tellurique
? Jupiter 11,2 318 5,20 0,414 j 4 335,355 j Gazeuse
? Saturne 9,41 95 9,54 0,444 j 10 757,737 j Gazeuse
? Uranus 3,98 14,6 19,22 0,718 j 30 708,160 j Gazeuse
? Neptune 3,81 17,2 30,06 0,671 j 60 224,904 j Gazeuse

La troisième loi de Kepler, établie en 1618 et publiée l’année suivante, énonce que, pour chaque planète du système solaire, le rapport du carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses...) de sa période sidérale T de révolution autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) du Soleil par le cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées....) du demi-grand axe a de sa trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et...) elliptique est une constante : \frac{T^2}{a^3}=k. En appliquant une partie de cette troisième loi, il est possible d'estimer directement et rapidement la distance moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) d'une planète quelconque du système solaire par rapport au soleil.

Les planètes du système solaire, accompagnées de leurs principaux satellites, devant le limbe du Soleil
Les planètes du système solaire, accompagnées de leurs principaux satellites, devant le limbe du Soleil

Une planète tellurique (Les planètes telluriques (du latin tellus, la terre, le sol), en opposition aux planètes...) est une planète dont le noyau est essentiellement solide, contrairement aux planètes gazeuses. Pour de plus amples explications, voir cet article

Article connexe : Logarithme (En mathématiques, une fonction logarithme est une fonction définie sur à valeurs dans ,...) sur l'ordre des planètes (La loi de Titius-Bode, ou loi de Bode, est une règle empirique reliant les rayons des orbites des...)

Procédés mnémoniques

Ordre

Les initiales des mots de la phrase " Me voici, ta Majesté. Je suis une nouvelle planète " (M, V, T, M, J, S, U, N, P) permettent de retrouver la séquence Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, Pluton.

Durée de révolution

On peut exprimer la durée de révolution sidérale de la planète en jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) terrestres, chercher la racine cubique (En mathématiques, la racine cubique d'un nombre réel y est l'unique nombre x qui, élevé à la...) de ce nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...), l'élever au carré puis le multiplier par 2,929.

Par exemple, pour la Terre (365,25 jours), on obtient le nombre 149,6 (1 UA). Pour mars, avec 686,25 jours, on obtient le nombre 227,8 (227,8/149,6 = 1,52 UA).

Distances orbitales

On peut retrouver les demi-grands axes relatifs approximatifs en appliquant la règle simple suivante, basée sur la Loi de Titus-Bode :

  • soit la suite : 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, 384 ;
  • ajouter 4 : 4, 7, 10, 16, 28, 52, 100, 196, 388 ;
  • diviser par 10 : 0,4 - 0,7 - 1,0 - 1,6 - 2,8 - 5,2 - 10 - 20 - 39.

Le résultat est très proche de la réalité (0,38 - 0,72 - 1,0 - 1,5 - 5,2 - 9,5 - 19 - 30), hormis la valeur 2,8 (qui correspond en fait à la ceinture d'astéroïdes) et Neptune, pour laquelle l'erreur est de quelque 30 %.

Origine et évolution

L'hypothèse actuelle de la formation du système solaire est l'hypothèse de la nébuleuse solaire, avancée dès 1755 par Emmanuel Kant.

L'évolution du système solaire depuis sa naissance jusqu'à sa mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si...) est très lente et s'étale sur plus de dix milliards d'années.

Dans les poussières d'étoiles

On estime généralement aujourd'hui que le système solaire est né de la contraction, sous l'effet de sa propre masse, d'un nuage moléculaire (En astronomie, les nuages moléculaires sont des nébuleuses interstellaires qui ont une densité...) interstellaire froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) et dense fait de gaz, essentiellement d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) et d'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...), qui sont les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) les plus répandus à la naissance de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). Il devait y avoir également des grains de poussière et de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) sous forme de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.). Ce nuage, appelé nébuleuse (Une nébuleuse (du latin nebula, « nuage ») désigne, en astronomie, un...) solaire, après avoir acquis une forme régulière, probablement un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une...), avec un mouvement de rotation, commença à se différencier en plusieurs parties. La plus grande partie se rassembla au centre pour former une proto-étoile (Une proto-étoile (ou protoétoile) est une grande masse qui se forme par la contraction...), le futur soleil. D'autre part, les grains de poussières s'agglomérèrent. Par effet de gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.), de plus en plus de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) aurait été attirée formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de...) ainsi des protoplanètes.

Le centre tournant plus vite que le bord et étant plus comprimé, la température s'y est accrue. Dès que la masse centrale fut assez dense et chaude, des réactions de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...) nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) se seraient alors déclenchées ; ce qui aurait donné naissance au Soleil, notre étoile. La date estimée de ce phénomène est de -4,56 milliards d'années.

Les plus grosses des protoplanètes attirèrent les plus petites et firent le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) autour d'elles ; en grossissant, elles devinrent sphériques, du fait de la gravité. De plus, les réactions nucléaires créèrent un puissant vent solaire qui entraîna la majorité des gaz et poussières restants.

C'est ainsi qu'on arriva (Arriva est un groupe privé britannique spécialisé dans le transport public de voyageurs. Il...) au système solaire tel que l'on peut l'observer actuellement.

Et demain ?

La chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) dégagée par le Soleil augmente au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...). On peut même craindre qu'à très long terme (plusieurs centaines de millions d'années) elle atteigne un niveau tel que la vie (La vie est le nom donné :) sera impossible sur Terre.

Dans environ quatre milliards et demi d'années, le Soleil aura épuisé ses réserves d'hydrogène, qui se seront transformées en hélium, et changera de structure. Son noyau se contractera mais l'étoile entière deviendra beaucoup plus volumineuse. Il devrait se transformer en géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le...) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...), cent fois plus volumineuse qu'à l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur...) actuelle. Les planètes les plus proches, Mercure et Vénus, la Terre et Mars devraient être détruites.

Il va ensuite brûler son hélium assez rapidement, ce qui augmentera encore sa taille et sa température, grillant complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou...) la Terre au passage. Une fois ses réserves d'énergie nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) complètement consommées, le Soleil va s'effondrer sur lui-même et se transformer en naine blanche (Une naine blanche est un objet céleste gazeux issu de l'évolution d'une étoile de...) très dense et peu lumineuse. Il refroidira petit à petit et finira par ne plus rayonner ni lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) ni chaleur, il sera alors parvenu au stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe...) de naine noire (Une naine noire est une étoile naine blanche qui s’est suffisamment refroidie pour ne plus...).

Notre système solaire fait le tour de la Galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...) en 250 millions d'années. En même temps il oscille de part et d'autre du plan galactique avec une période de 2 x 33 millions d'années. Il traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de...) donc ce plan tous les 33 millions d'années ce qui constitue également la durée moyenne des étages géologiques. Ces étages sont définis d'après d'importants changements dans la faune et la flore (La flore est l'ensemble des espèces végétales présentes dans un espace...), parfois dus à des cataclysmes comme au passage Permien-Trias ou au passage Crétacé-Tertiaire. On peut penser que ces changements sont dus à des glaciations résultant de la rencontre de la Terre avec des nuages d'électrons du plan galactique. Les dernières glaciations, celles du Quaternaire, se sont produites alors que le système solaire traversait le plan de la Galaxie en allant du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) vers le Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.). C'est une explication qui peut indiquer pourquoi les glaciations étaient beaucoup plus prononcées dans l'hémisphère Nord lequel recevait directement les électrons des nuages du plan galactique.

Dans la galaxie

Notre système solaire fait partie de notre galaxie, une galaxie spirale ((voir page de discussion)) d'un diamètre d'environ 9,4 × 1020 m ou 100 000 al, contenant approximativement 200 à 400 milliards d'étoiles, dont notre soleil est assez représentatif.

Le système solaire orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) à environ 25 000 années-lumière du centre galactique entre deux branches spirales de la galaxie. Sa vitesse (On distingue :) est d'environ 220 kilomètres par seconde (800 000 km/h). Il effectue ainsi une révolution complète en 230 millions d'années. L'orbite du système solaire paraît assez singulière : elle est à la fois extrêmement circulaire et presque à la distance exacte à laquelle les vitesses orbitales sont égales à la vitesse des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) de compression à l'origine des branches des spirales. Le système solaire semble avoir été présent entre deux bras depuis que la vie existe sur Terre. En effet, les radiations émises dans les bras spiraux, notamment par l'explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un...) de supernovæ, peuvent en théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) stériliser la surface d'une planète. En étant en dehors des bras spiraux, la Terre est ainsi capable d'héberger des formes de vie évoluées à sa surface.

Sondes spatiales

Techniquement, une sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour...) est un vaisseau non habité envoyé par l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo...) pour explorer le système solaire.

Depuis 1959, ces engins sont envoyés avec un taux d'échec élevé vers des planètes plus ou moins lointaines. Leurs observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) font autant rêver le grand public que les scientifiques.

Le 4 juillet 2005, la sonde-impacteur Deep Impact s'est écrasée sur la comète (En astronomie, une comète est un petit astre brillant constitué de glace et de...) Tempel 1, créant un cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine...) d'impact. Les scientifiques ont ainsi analysé la composition chimique de la " boule de neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et...) sale ", grâce aux tonnes de particules soulevées. C'était une première.

Le 25 août 2006, l'Union Astronomique Internationale vient de déclasser la planète Pluton de son statut de planète. Il s'agit maintenant d'une planète naine, nouvelle catégorie qui vient d'être créée et qui contient actuellement, outre Pluton, Cérès et 2003 UB 313, surnommée Eris.

Notes et références

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