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L'Origine du Système Solaire
La matière qui constitue notre cadre de vie,
celle du Système Solaire, s'est mise en place
il y a environ 4.6 milliards d’années
dans l’un des bras de la Voie
Lactée, à partir d’une nébuleuse
interstellaire d’environ une ou deux
masses solaires, qui s’est comprimée
et qui s’est « isolée » du
reste de la Galaxie à ce moment-là,
vraisemblablement sous l’effet de l’explosion
d’étoiles avoisinantes.
La plupart des éléments chimiques dont
est formé notre système (à l’exception
de l ‘Hydrogène et de l’Hélium)
ont été synthétisés par
les différentes générations d’étoiles
qui sont « nées », qui ont « vécu » et qui sont « mortes »
pendant la dizaine de milliards d’années
précédente.
Pendant le refroidissement
de la nébuleuse qui entourait le Soleil nouveau-né,
il est très probable qu’à la suite
de collisions, des grains
de la taille du
micromètre aient formé des particules
d’un millimètre, puis d'un centimètre
de diamètre, réunies en un disque
fin. De nouvelles collisions ont donné des
corps de la grosseur du mètre qui, par attraction
gravitationnelle, se sont rassemblés en
objets toujours plus gros, etc.
A ses débuts,
le Système Solaire est parcouru par des myriades
de pierres de toutes tailles, sur des orbites de toutes
dimensions et de toutes orientations.
Aux cours des Eres,
certains objets croissent au détriments de
leurs voisins. Avec leur masse, leur Gravité
augmente et ils attirent vers eux les multitudes de
corps passant à proximité. Les regroupements
successifs entre objets toujours plus
importants auraient permis la création de planètes
; cette élaboration, s’étant effectuée
en un centaine de millions d’années environ
est développée dans la Théorie
de l’Accrétion.
Les planètes
géantes des parties extérieures, plus
froides, de la nébuleuse ont acquis des couches
d’Hydrogène et d’Hélium.
Les planètes de l’intérieur n’étaient
pas capables de le faire car les hautes températures
y favorisaient la fuite des gaz légers ; en
outre, les marées solaires en rompaient les
enveloppes gazeuses. Pendant la formation des planètes,
le vent solaire a probablement balayé les gaz
qui subsistaient dans le système.
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La Structure Globale
L’
« Empire du Soleil » est l’Héliosphère,
c’est la partie de l’Espace dans laquelle
se fait sentir l’influence du Soleil.
Cette
influence se fait grâce à :
- Sa masse qui génère
son Attraction
Gravitationnelle sur les planètes de
son harem.
- Son champ magnétique
puissant appelé Héliopause.
- Ses vent solaires dont
la force varie lors du cycle solaire,
l’Héliosphère est « gonflée
» par ces vents, ainsi son étendue
augmente et diminue au gré du cycle solaire
et semble « vibrer » quand se produisent
de fortes tempêtes solaires.
Le Système
Solaire, d’un diamètre d’environ
12 milliards de kilomètres (= 11 heures-lumière),
se situe à 30.000 années-lumière
du centre de la Voie Lactée
et met environ 220 millions d’années
pour en effectuer un tour complet à une vitesse
de 220 km/s, c'est l'année solaire.
Il se déplace aussi dans le milieu
interstellaire à une vitesse
de l’ordre de 20 kilomètres par seconde
(dans une direction du ciel appelé apex,
vers la constellation d’Hercule), si bien qu’il
existe un « vent interstellaire
» qui souffle sur l’Héliosphère
et qui lui donne la forme d’une
larme.
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L´Etoile Solaire
Le
Soleil est une sphère gazeuse, dont le centre
est une centrale à fusion nucléaire
(où l’Hydrogène est transformé
en Hélium). Le rayonnement de son énergie
électromagnétique fournit directement
ou indirectement toute l'énergie nécessaire
à la vie sur Terre : tous les
aliments et combustibles trouvent en fait leur source
dans l'énergie solaire.
Sa densité
est de 1410 kg/m3, faible en raison de sa composition
: 73% d’Hydrogène, 25%
d’Hélium, et 2% d’éléments
lourds.
Le Noyau, possède
une densité 160 fois supérieure
à celle de l’eau, il libère
de l’énergie principalement sous
forme de photons hautement énergétiques,
rayons gamma et rayons X..
Le noyau central
possède une température proche
des 15 millions de degrés,
température qui va tomber à 5.800°C
en surface (Photosphère). |
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Autour du noyau, c'est
dans la Zone Radiative que
l’énergie est transférée
sous forme de radiation. Dans cette
région, les photons ne peuvent pas parcourir
de longues distances sans subir de collisions ou sans
être absorbés et ré-émis
dans des directions aléatoires. Un
photon individuel subit une telle quantité
d’événement de ce type qu’il
lui faut entre 10.000 et 1 million d’années
pour atteindre la surface solaire. A
mesure que les photons traversent cette zone, leur
énergie diminue ; les rayons gamma et les X
sont transformés principalement en rayonnement
visible et ultraviolet proche.
Dans la Zone
Convective, la couche suivante, a lieu une
convection à grande échelle,
un mouvement du fluide solaire en fonction
des variations de température.
Les gaz chauds atteignent la surface, tandis que les
gaz froids descendent et de cette manière la
chaleur est transportée jusqu’à
la photosphère d’où elle sera
rayonnée dans l’Espace..
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La
Photosphère est
la partie visible du Soleil,
ta température avoisine les 5.800
K. Elle est constituée par des
millions de granules brillants
qui font environ 1000 km de diamètre
(la taille de la France !). A l’intérieur
des granules se trouve du gaz chaud en ascention,
celui-ci est dispersé en surface puis
refroidi en redescendant dans les parties sombres
les qui séparent. Les granules ont une
durée de vie moyenne d’environ
huit minutes.
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La fusion nucléaire
libère une quantité d’énergie
considérable qui s’échappe à
travers la Photosphère. La
quantité totale d’énergie émise
à chaque seconde par le Soleil ou Luminosité
Solaire s’exprime en watts (comme une
ampoule électrique) et avoisine les 3,86.1026
watts, cependant la Terre
n’en intercepte que 15,44.1015 watts,
soit 1370 watts arrivant verticalement par seconde
et par mètre carré au sommet de l’atmosphère
de la Terre.
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Les Taches
Solaires constituent le phénomène
le plus visible de la photosphère. Une
tache solaire est plus froide et apparaît
donc par contraste plus sombre.
La dimension des taches solaires peut varier
de celle des granules jusqu’à des
structures de milliards de kilomètres
carrés. Une paire typique
de taches présente deux polarisations
magnétiques opposées,
l’une des tache se comportant comme un
pôle nord magnétique et l’autre
comme un pôle sud. La plupart des taches
ont une durée moyenne d’environ
deux semaines.
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C'est à partir de l’observation des taches
que l'on a démontré que la Soleil tourne
plus vite à l’équateur qu’aux
pôles : la période de rotation est de
25 jours à l’équateur et de 35
jours aux pôles.
Le Soleil
présente une activité dont la période
vaut approximativement vingt-deux ans
: la variation du nombre de taches suit un cycle de
onze ans, mais la polarité magnétique
s'inverse après chaque cycle de taches. On
ne sait pas pourquoi ce cycle dure 11 ans.
La Chromosphère
se situe au-dessus de la Photosphère, c'est
une couche plus raréfiée d’une
épaisseur de quelques milliers de kilomètres,
où la densité des gaz décroît
de 10-5 à environ 10-11
kg/m3. La température
diminue de 6000 K jusqu’à un minimum
d’environ 4300 K, à
une altitude de quelques centaines de kilomètres ;
elle augmente ensuite rapidement à mesure qu'elle
approche la Couronne.
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La Couronne,
qui constitue l’atmosphère
du Soleil, s’étale sur
une distance de quelques rayons solaires avec
une température entre 1 et
5 millions de K. C'est là
qu'on lieux les fameuses éruptions
solaires, quand le plasma est éjectée
par des torsions de champs magnétiques
à des distances dépassant le quart
du diamètre solaire (environ 350.000
km), formant de majestueux amas de boucles
coronales.
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La densité
générale de la matière coronale
est extrêmement faible et, malgré la
haute température, la quantité de chaleur
contenue dans la couronne n’est qu’une
toute petite fraction de celle de la photosphère,
qui est plus froide mais plus dense. La
température décrit la vitesse à
la quelle les atomes et les électrons se meuvent.
Un flux
de particules, principalement des photons et des électrons,
est éjecté par la couronne dans le milieu
interplanétaire et donne naissance au Vent
Solaire. Ces particules chargées
quittent les trous coronaux, les éruptions
ou les protubérances éruptives à
des vitesses de 400 à 500 km/s, et n’arrivent
au voisinage de la terre que 4 ou 5 jours plus tard.
Le Soleil perd dans le vent
solaire plus d’un million de tonnes de matière
par seconde (ce qui ne représente
qu’une partie infinitésimale de la masse
totale du Soleil, qui épuisera son combustible
nucléaire dans 5 ou 6 milliards d’années…).
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Les Planètes
Les
Planètes qui gravitent autour de l’Etoile
Solaire se répartissent en 2 groupes : Les
Planètes Telluriques
(constituées presque entièrement de
matériaux rocheux et de métaux) et les
Planètes Joviennes
(constituées majoritairement de gaz). Elles
possèdent toutes, sauf Mercure et Vénus,
un ou plusieurs satellites naturels.
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| NOM |
Distance
Moyenne
(en UA) |
Masse
(en kg) |
Densité
(eau = 1) |
Dimaètre
Equatorial
(en km) |
Diamètre
Polaire
(en km) |
Rotation
Equatoriale |
Période
Sidérale
(en jours) |
Inclinaison
sur
l'Ecliptique |
| SOLEIL |
- |
1,9891.1030 |
1.41 |
1 392 530 |
24.6 j |
- |
- |
| Mercure |
0.3871 |
3,3022.1023 |
5.43 |
4
878 |
58.65 j |
87,969 |
7°00’ |
| Vénus |
0.7233 |
4,8689.1024 |
5.24 |
12
104 |
243 j |
224,701 |
3°23’ |
| Terre |
1.0000 |
5,9742.1024 |
5.52 |
12
756 |
12
714 |
23.93 h |
365,256 |
- |
| Mars |
1.5237 |
6,4191.1023 |
3.94 |
6
794 |
6
759 |
24.62 h |
686,980 |
1°50’ |
| astéroïdes |
2.2 à 3.3 |
|
| Jupiter |
5.2028 |
1,899.1027 |
1.32 |
142
800 |
134
200 |
9.8 h |
4
332,590 |
1°18’ |
| Saturne |
9.5388 |
5,684.1026 |
0.70 |
120
000 |
108
000 |
10.2 h |
10
759,200 |
2°29’ |
| Uranus |
19.1818 |
8,6978.1025 |
1.27 |
51
800 |
49
000 |
16.3 h |
30
684,800 |
0°46’ |
| Neptune |
30.0580 |
1,028.1026 |
1.77 |
49
500 |
47
400 |
18.2 h |
60
190,500 |
1°46’ |
| Pluton |
39.44 |
1,6.1022 |
1-2 |
2
500 |
6.3 j |
90
465,000 |
17°12’ |
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Un bon moyen mnémotechnique pour retenir l'ordre
des planètes:
" Maman, Voudrais-Tu
Méditer Avec Joie
Sur Une Nouvelle
Planète ?"
Représentation
à l'Echelle
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Soleil
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0°
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Mercure,
planète à peine plus grosse que notre Lune,
est aussi la deuxième plus petite après Pluton.
Du fait de sa proximité avec le Soleil il règne
une température très élevée
en journée (plus de 400°C) et à cause d'une
atmosphère quasi-nulle la chaleur n'est pas conservée
la nuit (jusqu'à -180°C). Mercure
n'a pas de satellites. |
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178°
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Vénus
est notre plus proche voisine. Elle tourne autour du Soleil
sur une orbite quasi circulaire (la "moins elliptique"
du Système Solaire). Son sens de rotation
est rétrograde, à l'inverse de
toutes les autres planètes du Sytème Solaire,
peut être à cause d'une collision originelle.
En dehors de la Lune et du Soleil, c'est l'objet le plus brillant
de notre ciel. L'épaisse athmosphère
et des vents violents assurent une température presque
constante et uniforme d'environ 460°C. Elle
n'a pas de satellite. |
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23,44°
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Terre,
c'est chez nous, planète bleue, planète
de vie. Un seul satellite naturel, modulateur,
la Lune.
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23,59°
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Mars,
planète rouge du système solaire portant le
nom du dieu de la guerre dans la mythologie romaine. Mars
possède deux petits satellites, Phobos
(21 km sur son axe le plus long) et Deimos
(15 km) , de forme irrégulière (voisine d’une
ellipsoïde) et criblés de cratères. Certains
astronomes les considèrent comme des corps semblables
à des astéroïdes, capturés par la
planète au tout début de son histoire. |
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astéroïdes,
on a identifié plus de 7 000 astéroïdes
dans le Système Solaire, dont la plupart se répartissent
en un anneau, la ceinture d’astéroïdes,
située entre les orbites de Mars et de Jupiter. Avec
un diamètre d'environ 950 km, Cérès
est le plus grand membre de la ceinture d'astéroïdes,
on lui reconnait même la définition de planète
naine.
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3,12°
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Jupiter
porte le nom du maître des dieux dans la mythologie
romaine. Jupiter est 1 400 fois plus volumineuse que la
Terre, pour une masse de 318 fois celle de la Terre. La
densité moyenne de Jupiter est d'environ le quart
de celle de la Terre : il s'agit d'une des planètes
géantes du Système solaire, constituée
majoritairement de gaz (plutôt que de
métaux et de roches comme les autres planètes
plus proches qu'elle du Soleil, dont la Terre). Il ne lui
faut que 9,9 heures pour tourner autour de son axe. Cette
rapide période de rotation
est à l'origine d'un renflement équatorial,
visible même sur des photos de la planète prises
au téléobjectif. La rotation n'est pas uniforme.
Les bandes que l'on discerne sur la surface de Jupiter sont
dues à la présence de forts courants atmosphériques,
traduisant différentes périodes de rotation
sous différentes latitudes. Jupiter possède
16 satellites :
Metis, Adrastea, Amalthée, 1979 J2
--- Io, Europe, Ganymède, Callistc
--- Léda, Himalia, Lysithéa, Elara,
Ananke, Carme, Pasiphaé, Sinope.
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26,73°
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Saturne
porte le nom du dieu de l’agriculture dans la mythologie
romaine. Elle est entourée d'un système
d'anneaux caractéristique et possède
au moins dix-huit satellites. Principalement constituée
d'hydrogène (environ 75%), Saturne est
la moins dense des planètes du Système solaire
; sa densité moyenne correspond au huitième
de celle de la Terre. En raison du poids considérable
de l'atmosphère de Saturne, la pression atmosphérique
augmente au fur et à mesure que l'on s'approche de
son noyau, entraînant la liquéfaction de l’hydrogène
gazeux. Vers 30 000 km de profondeur, cet hydrogène
liquide se solidifie et se comporte comme un conducteur électrique.
Cet hydrogène métallique est à l'origine
du champ magnétique de la planète,
1000 fois supérieur à celui de la Terre.
Le cœur de Saturne se compose probablement d'un petit
noyau rocheux, dont la température avoisine les 15
000 °C. Saturne possède au moins 18 satellites
dont les 17 plus gros sont :
1980 S28, S27, S26 --- 1980 S1, S3 --- Mimas, Encelade
--- Téthys, 1980 S25, S13 --- Dioné, 1980 S6
--- Rhéa, Titan, Hypérion, Japet, Phœbé.
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97,86°
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Uranus,
dans la mythologie grecque, est le dieu du Ciel, fils de Gaia,
la déesse de la Terre. Etant de magnitude 6, elle est
tout juste visible à l'œil nu. Uranus
effectue une rotation complète en 17 h 12 min, avec
une particularité étonnante : l'axe des pôles
est incliné d'environ 98° par rapport au plan de
l'orbite, ce qui signifie qu'Uranus tourne sur
elle-même dans une position quasi « couchée »
sur le plan de sa trajectoire autour du Soleil.
Elle possède 15 satellites dont les 5 plus gros sont
: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, Obéron.
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29,56°
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Neptune
a une température de surface d'environ - 218 °C,
analogue à celle d'Uranus, poutant plus proche du Soleil
d'un bon milliard et demi de kilomètres. Les
scientifiques supposent donc que Neptune possède une
source de chaleur interne. Son atmosphère
est constituée principalement d'hydrogène et
d'hélium, mais la présence de
méthane (jusqu'à 3%) donne à la planète
sa couleur bleue caractéristique. Huit satellites connus
tournent autour de Neptune dont seulement deux sont observables
depuis la Terre. Triton, avec un diamètre
de 2 750 km, est un peu plus petit que la Lune.
À la différence de tout autre satellite important
du système solaire, Triton décrit une orbite
rétrograde, c'est-à-dire opposée à
son sens de rotation. Néréide,
second satellite, a un diamètre estimé à
seulement 400 km.
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118°
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Pluton,
longtemps considérée comme la neuvième planète du Système
Solaire, à perdu son statut de planète
le 24 août 2006 lors de la 26° assemblée
générale de l'Union astronomique internationale
(UAI) à Prague. Pluton est bien plus petite que la
Lune, et fut découverte suite aux calculs des astronomes
américains William H. Pickering
(1858-1938) et Percival Lowell (1855-1916)
pour expliquer les légères perturbations des
trajectoires d'Uranus et de Neptune. . Elle présente
une très forte inclinaison sur le plan
de l'écliptique (plus de 17°), ainsi
qu'une considérable excentricité
de son orbite, au point d'être parfois
plus proche du Soleil que de Neptune ; il n'existe cependant
aucun risque de collision, en raison de l'inclinaison de Pluton
sur le plan de l'écliptique. Il est probable que cette
planète et son satellite Charon soient
composés principalement d'eau, d'ammoniac et de méthane
gelés.
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Les Confins du
Système Solaire |
| Au-delà
de Pluton se trouvent deux vastes régions
remplies d’objets gelés, dont l’orbite
autour du Soleil est très éloignée
de ce dernier.
La première, la Ceinture de Kuiper
– du nom de l'astronome américain Gerard
Kuiper (1905 - 1973) – contient des
milliers de petits objets gelés dont
les distances relatives au Soleil dépassent de trente
à cent fois la distance Terre-Soleil. Certains de
ces objets sont en réalité des comètes
que leurs orbites elliptiques rapprochent périodiquement
du Soleil. Lorsque le Soleil réchauffe les comètes,
de longues queues se forment, composées des poussières
et des gaz fusant de leurs noyaux gelés.
Les scientifiques soupçonnent
l’existence, encore plus loin du Soleil, d’une
immense région sphérique, baptisée
« Nuage de Oort » du nom de
l'astronome néerlandais Jan Oort
(1900 - 1992), qui pourrait s’étendre
jusqu’à une distance 50.000 fois supérieure
à la distance Terre-Soleil, c’est-à-dire
à près d’une année-lumière.
Le nuage de Oort pourrait contenir des milliards
de milliards (billions) d’objets gelés tournant
lentement autour du Soleil. Des comètes
naîtraient dans ce nuage lorsque des étoiles
de passage ou d’autres perturbations expédient
certains de ces objets à grande vitesse vers le Soleil.
Malgré le nombre considérable d’objets
tournant autour du Soleil, l’espace situé au-delà
des planètes est tellement grand que ces objets gelés
pourraient se trouver à des millions de kilomètres
les uns des autres.
"L’espace situé
au-delà du Système Solaire
fait de plus en plus place au vide.." |
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