Nébuleuse solaire - Définition et Explications

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La nébuleuse solaire est le nuage de gaz (ou disque d'accrétion) à partir duquel notre système solaire s'est formé.

Cette hypothèse de la nébuleuse a été proposée pour la première fois en 1755 par Emmanuel Kant, en supposant que la nébuleuse (Une nébuleuse (du latin nebula, « nuage ») désigne, en astronomie, un...) tourne lentement sur elle-même, se condensant et s'aplatissant graduellement sous l'effet de la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.), pour former plus tard des étoiles et des planètes. Un modèle similaire fut proposé en 1796 par Pierre-Simon Laplace (Pierre-Simon Laplace, né le 23 mars 1749 à Beaumont-en-Auge (Calvados), mort le 5 mars 1827 à...).

Formation et évolution

NGC 604, une nébuleuse à émission, pouponnière d'étoiles, dans la constellation du Triangle. Photo prise par Hubble en 1995.
NGC 604, une nébuleuse à émission, pouponnière d'étoiles, dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) du Triangle (En géométrie euclidienne, un triangle est une figure plane, formée par trois points...). Photo prise par Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en...) en 1995.

Selon la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...), la nébuleuse aurait eu un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) initial de 100 UA et une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) de 2 à 3 fois la masse actuelle du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...). Avec le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...), la gravité a causé la condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui...) du nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en...) gazeux et, alors que la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) et la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) augmentaient, l'émergence d'une proto-étoile (Une proto-étoile (ou protoétoile) est une grande masse qui se forme par la contraction...) au centre de la nébuleuse. Ce système primitif était chauffé par la friction des molécules, la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...) n'apparaissant que bien plus tard. En raison du principe de conservation du moment angulaire (En physique, le moment angulaire ou moment cinétique est la grandeur physique qui joue un rôle...) (qui implique l'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique,...) de la rotation pendant la chute), la nébuleuse ne s'est pas entièrement effondrée sur elle-même, mais a conduit à la formation d'un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une...). Un disque protoplanétaire (Les étoiles se forment à partir d'un nuage de gaz et de poussières dont la partie centrale...) s'est formé, en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de la proto-étoile.

À l'intérieur du système, les éléments les plus légers tels que l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) et l'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...) ont été entrainés hors de la région centrale par le vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont...) et la pression de radiation (La pression de radiation est la pression exercée sur une surface exposée à un rayonnement...), laissant derrière les éléments plus lourds et les particules de poussière, qui formeront les protoplanètes. Dans la partie externe de la nébuleuse solaire (La nébuleuse solaire est le nuage de gaz (ou disque d'accrétion) à partir duquel notre système...), la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) et les gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) volatils pûrent rester, ce qui résultera dans la formation de planètes "minérales" dans la partie intérieure, et de planètes gazeuses dans la partie externe.

Après 100 millions d'années, la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) dans la proto-étoile a atteint un niveau tel que les réactions thermo-nucléaires se sont déclenchées - la proto-étoile devint alors le Soleil. À peu près au même moment, les planètes intérieures se sont formées, soit il y a environ 4,6 milliards d'années.

Les lunes des géantes gazeuses semblent s'être formées de la même façon, s'agglomérant à partir de disques d'accrétion (L'accrétion désigne en astrophysique, en géologie et en météorologie l'accroissement par...) formés autour de ces planètes géantes elles-mêmes. A contrario, la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du...) se serait plutôt formée à la suite de la collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) avec un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) de grande taille (comparable à celle de Mars).

Les théories Kant-Laplace et Quasi-Collision

À la fin du 19ème siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui...), la théorie Kant-Laplace fut critiquée par James Clerk Maxwell (James Clerk Maxwell (13 juin 1831 à Édimbourg, en Écosse -...), qui montra que si la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) des planètes connues avait un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) été distribuée autour du Soleil sous forme de disque, les forces de la rotation différentielle (La rotation différentielle s'observe lorsque la vitesse angulaire d'un corps en rotation varie...) auraient empêché la création de planètes. Une autre objection mentionnait que le Soleil possédait un moment angulaire inférieur à ce que la théorie Kant-Laplace indiquait. Pendant des décennies, la plupart des astronomes préférèrent la théorie de la quasi-collision (near-collision théory en anglais), selon laquelle les planètes auraient été formées par l'approche d'une autre étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) non loin du Soleil. Ainsi, une grande quantité de matière (La quantité de matière est une grandeur de comptage d'entités chimiques ou physiques...) aurait été attirée en dehors du Soleil et de l'autre astre par l'effet de leurs forces de marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux...) mutuelles, matière qui se serait ensuite condensée en planètes.

Mais des objections apparurent également à l'encontre de la théorie de la quasi-collision, et durant les années 1940, la théorie Kant-Laplace fut modifiée et devint globalement acceptée. Dans la version modifiée, la masse des protoplanètes est considérée comme étant plus grande, et l'anomalie du moment angulaire attribuée aux forces magnétiques.

Les modèles modernes de formation des planètes ont depuis été affiné.

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