Le Système Solaire
1 - Définition
le Système solaire c'est l'ensemble des astres soumis au champ de gravitation du Soleil. Il évolue dans l'un des bras de notre galaxie spirale, la Voie lactée, à quelque 26.000 années-lumière de son centre. Le système solaire comprend :
- Huit planètes -- et leurs satellites naturels ; il y en a plus de 175 connus -- que sont Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, par ordre d'éloignement au Soleil. Les quatre premières sont qualifiées de planètes telluriques, les quatre dernières, de planètes gazeuses.
- Des planètes naines comme Pluton ou Cérès.
- Plusieurs centaines de milliers d'astéroïdes composés de roches et de minéraux métalliques essentiellement. Leur taille est extrêmement variable, de plusieurs centaines de kilomètres aux grains de poussière. Ils sont regroupés majoritairement dans la Ceinture d'astéroïdes principale, située entre Mars et Jupiter.
- Des milliers de comètes composées de poussières et de glaces volatiles.
- D'innombrables petits corps glacés comme les Centaures -- qui orbitent entre Jupiter et Neptune -- ou encore les objets transneptuniens dans la lointaine Ceinture de Kuiper.
2 - Le Soleil
Le Soleil
Etoile de notre système solaire
Type Naine Jaune
1 392 684 km de diamètre
- 26,832 magnitude apparente
1,989 1 × 1030 kg de masse
75% d'hydrogène 25% d'hélium
Le Soleil est l’étoile du Système solaire. Dans la classification astronomique, c’est une étoile de type naine jaune d'une masse d'environ 1,98892 × 1030 kg, composée d’hydrogène (75 % de la masse ou 92 % du volume) et d’hélium (25 % de la masse ou 8 % du volume). Le Soleil fait partie de la galaxie appelée la Voie lactée et se situe à environ 8 kpc (∼26 100 a.l.) du centre galactique, dans le bras d'Orion. Le Soleil orbite autour du centre galactique en 225 à 250 millions d'années (année galactique). Autour de lui gravitent la Terre (à la vitesse de 30 km/s), sept autres planètes, au moins cinq planètes naines, de très nombreux astéroïdes et comètes et une bande de poussière. Le Soleil représente à lui seul environ 99,854 % de la masse du Système solaire ainsi constitué, Jupiter représentant plus des deux tiers du reste.
3 - Les Planètes
Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile, possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique, c'est-à-dire sous une forme presque sphérique, et ayant éliminé tout corps « rival » se déplaçant sur son orbite ou sur une orbite proche. Par extension on qualifie parfois aussi de planètes les objets libres de masse planétaire.
Mercure
Planète tellurique
Aucun satellite connu
58 millions de km du soleil
4900 km de diamètre
58,7 jours de rotation
88 jours de révolution
Vénus
Planète tellurique
Aucun satellite connu
108 millions de km du soleil
12200 km de diamètre
243 jours de rotation
225
jours de révolution
La Terre
Planète tellurique
1 satellite, la Lune
150 millions de km du soleil
12 750 km de diamètre
23,93 heures de rotation
365 jours de révolution
Mars
Planète tellurique
2 satellites, Phobos et Déimos
228 millions de km du soleil
6 760 km de diamètre
24,6 heures de rotation
687 jours de révolution
Jupiter
Planète Géante gazeuse
79 satellites
778 millions de km du soleil
143 000 km de diamètre
9,93 heures de rotation
4 333 jours de révolution
Saturne
Planète Géante gazeuse
82 satellites
1,427 milliards de km du soleil
120 000 km de diamètre
10,67 heures de rotation
10 760 jours de révolution
Uranus
Planète Géante
27 satellites
2,870 milliards de km du soleil
52 000 km de diamètre
17,24 heures de rotation
30 600 jours de révolution
Neptune
Planète Géante
14 satellites
4,497 milliards de km du soleil
49 000 km de diamètre
16,11 heures de rotation
60 190 jours de révolution
4 - Les Planètes Naines
Une planète naine est un objet céleste du Système solaire de classe intermédiaire entre une planète et un petit corps du Système solaire. Le terme est adopté le 24 août 2006 par l'Union astronomique internationale (UAI) après un débat afin d'éclaircir la classification des objets en orbite autour du Soleil. Celui-ci est notamment précipité par la découverte d'Éris, un objet de taille similaire à Pluton — alors considérée comme une planète — et devant la perspective de découvrir à l'avenir de nombreux autres objets d'une taille pouvant faire d'eux des planètes.
Plus précisément, l'UAI explicite qu'une planète naine est « un corps céleste qui (a) est en orbite autour du Soleil, (b) a une masse suffisante pour que sa gravité l’emporte sur les forces de cohésion du corps solide et le maintienne en équilibre hydrostatique, sous une forme presque sphérique, n’a pas éliminé tout corps susceptible de se déplacer sur une orbite proche, n’est pas un satellite ».
Initialement, trois planètes naines sont désignées — Cérès, Pluton et Éris — auxquelles se sont ensuite ajoutées en 2008 Hauméa et Makémaké, ce qui porte à cinq le nombre d'objets reconnus comme planètes naines par l'UAI.
Céres
Pluton
Hauméa
Eris
Makémaké
5 - Les Satellites Naturels
Un satellite naturel est un objet céleste en orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites artificiels. Ils peuvent être de grosse taille et ressembler à de petites planètes. De tels objets sont également appelés lunes, par analogie avec la Lune, le satellite naturel de la Terre.
À la mi-novembre 2020, on connaît plus de 620 satellites naturels dans le Système solaire dont au moins 416 autour d'un astéroïde et 205 satellites confirmés autour des planètes du Système solaire : Jupiter en compte 79, Saturne 82 (plus environ 150 lunes mineures), Uranus 27, Neptune 14, Mars 2 et la Terre 1. On connaît 9 lunes orbitant autour de planètes naines : 5 pour Pluton, 2 pour Hauméa, 1 pour Makémaké et 1 pour Éris. Environ 200 autres (dont au moins une quarantaine ayant une désignation provisoire ou définitive) ont été découvertes autour d'astéroïdes et autres petits corps du Système solaire. Certaines études[Lesquelles ?] estiment que 15 % des objets transneptuniens possèdent au moins un satellite.
Les lunes du Système solaire d'un diamètre supérieur à 2 000 km sont la Lune (satellite de la Terre), les lunes galiléennes de Jupiter (Io, Europe, Ganymède et Callisto), Titan (lune de Saturne) et Triton (lune de Neptune). Toutes ces lunes sont plus grandes que Pluton. Ganymède et Titan sont plus grandes que Mercure, la plus petite des planètes du Système solaire.
Les géantes gazeuses possèdent des systèmes entiers de satellites naturels, dont plusieurs ont une taille comparable à la Lune. Parmi les planètes internes, Mercure et Vénus n'ont aucun satellite, la Terre en possède un unique de grande taille (la Lune) et Mars deux lunes minuscules (Phobos et Déimos). Parmi les planètes naines, Cérès n'en possède pas (au contraire de nombreux autres objets de la ceinture d'astéroïdes) ; Éris en possède un (Dysnomie) ; Makémaké en possède également un; Hauméa deux (Hiʻiaka et Namaka) ; Pluton cinq (Nix, Hydre, Charon, Kerbéros et Styx). Les candidats parmi d'autres au statut de planète naine Orcus et Quaoar en possèdent aussi chacun un.
Satellite de La Terre
La Lune
Seul et unique satellite de la Terre
3 476 km de diamètre (1/4 de la Terre)
380 000 Km de la Terre
0,16 fois la gravité de la Terre
La Lune est l'unique satellite naturel permanent de la planète Terre. Il s'agit du cinquième plus grand satellite naturel du Système solaire et du plus grand des satellites planétaires par rapport à la taille de la planète autour de laquelle il orbite. Elle est le deuxième satellite le plus dense du Système solaire après Io, un satellite de Jupiter.
La Lune est en rotation synchrone avec la Terre, lui montrant donc constamment la même face. Celle-ci, appelée face visible, est marquée par des mers lunaires volcaniques sombres qui remplissent les espaces entre les hautes terres claires — certaines atteignant 9 km d'altitude — et ses cratères d'impact proéminents. Réciproquement, elle possède une face cachée, qui présente moins de mers mais beaucoup plus de cratères, dont le bassin Pôle Sud-Aitken, le plus grand du satellite et l'un des plus grands du Système solaire par son diamètre de 2 500 km. Elle est dépourvue d'atmosphère dense et de champ magnétique. Son influence gravitationnelle sur la Terre produit les marées océaniques, les marées terrestres, un léger allongement de la durée du jour et la stabilisation de l'inclinaison de l'axe terrestre.
La distance orbitale moyenne de la Lune est de 384 402 km, soit environ trente fois le diamètre terrestre, et sa période de révolution vaut 27,3 jours. La taille apparente de la Lune dans le ciel est approximativement la même que celle du Soleil, puisque le diamètre de l'étoile est environ 400 fois celui du satellite, mais qu'elle est également 400 fois plus éloignée.
Par conséquent, la Lune peut couvrir presque exactement le Soleil dans le ciel, permettant l'apparition d'éclipses solaires totales. Cette correspondance de taille apparente disparaîtra dans un avenir lointain du fait de l'augmentation de la distance lunaire d'environ 3,8 cm par an. La formation de la Lune remonterait à il y a environ 4,51 milliards d'années, peu de temps après celle de la Terre. L'explication la plus largement acceptée est que la Lune s'est formée à partir des débris restants après un impact géant entre une proto-Terre et une protoplanète de la taille de Mars, appelée Théia.
Le satellite naturel, parfois désigné Terre I, est survolé pour la première fois par la sonde spatiale Luna 2 en 1959. Durant plus d'une décennie, elle est notamment étudiée par les programmes Luna et Apollo, respectivement soviétique et américain. Cette course à l'espace culmine en 1969 avec les premiers humains posant le pied sur la Lune lors de la mission Apollo 11 emportant Neil Armstrong et Buzz Aldrin.
Dix autres astronautes de la NASA foulent ensuite le sol lunaire jusqu'à Apollo 17 en 1972. Ces missions permettent de ramener sur Terre des roches lunaires qui, avec les observations effectuées sur place, permettent de développer la connaissance géologique de la Lune, de sa structure interne et de l'histoire de sa formation. Délaissée à partir de 1974 par les puissances spatiales, l'astre connaît un nouvel intérêt dans les années 1990, deux missions de la NASA — Clementine et Lunar Prospector — découvrant des indices de la présence de glace d'eau, notamment au pôle Sud. À compter de la fin des années 1990, la Lune est la destination principale des sondes spatiales des nouvelles nations spatiales, notamment la Chine, le Japon et l'Inde.
De nouvelles missions habitées vers la Lune, voire une colonisation, sont envisagées dans les années 2020. En sa qualité de deuxième objet céleste dans le ciel terrestre par sa magnitude apparente, après le Soleil, et du fait de son cycle régulier de phases correspondant à sa période synodique de 29,5 jours, la Lune sert de référence et d'influence culturelle aux sociétés humaines depuis des temps immémoriaux. Celles-ci se retrouvent dans la langue, les calendriers, l'art et la mythologie. Par exemple, la déesse Luna, dans la mythologie romaine, ou Séléné, dans la mythologie grecque, ont donné respectivement son nom et un adjectif correspondant.
Satellites de Mars
Les satellites naturels connus de Mars, Phobos et Déimos, sont deux petits corps qui orbitent près de la planète, à quelques milliers de kilomètres de celle-ci. À cause des forces de marée de Mars, ces deux satellites sont en rotation synchrone (ils montrent donc toujours la même face à la planète) et voient leur orbite évoluer : Phobos se rapproche au rythme actuel de 1,8 m par siècle, tandis que Deimos s'éloigne plus lentement.
Phobos
Phobos, ou Mars I (en dénomination systématique), est le plus grand des deux satellites naturels de Mars (l'autre étant Déimos). Des deux, il est le plus proche de la planète.
Déimos
Déimos, en désignation systématique Mars II, est le plus petit et le plus éloigné des deux satellites naturels de Mars (l'autre étant Phobos).
Satellites de Jupiter
On connaît 80 satellites naturels de Jupiter, dont 79 confirmés, dont 72 numérotés, dont 57 nommés. Jupiter est la deuxième planète du Système solaire ayant le plus grand nombre de satellites naturels observés, après Saturne. Les 4 satellites les plus gros sont Io, Europe, Ganymède et Callisto.
Io
Io, ou Jupiter I, est un satellite naturel de Jupiter. Plus spécifiquement, il s'agit de la troisième plus grande lune galiléenne et celle ayant l'orbite la plus proche de la planète Jupiter, possédant un demi-grand axe de 421 800 kilomètres et une période de révolution d'environ 42 heures. Par ailleurs, elle est la quatrième plus grande lune du Système solaire.
Europe
Europe, ou Jupiter II, est un satellite naturel de Jupiter. Plus spécifiquement, il s'agit de la plus petite lune galiléenne et la sixième lune la plus proche de la planète parmi les 79 connues de Jupiter, possédant un demi-grand axe de 671 100 kilomètres et une période de révolution d'environ 85 heures. Par ailleurs, elle est la sixième plus grande lune du Système solaire avec un diamètre de 3 122 km.
Ganymède
Ganymède, avec ses 5 262 km de diamètre, est le plus grand satellite de Jupiter, et également le plus grand du système solaire. Plus grand que la planète Mercure, il fait moins de la moitié de sa masse (un peu moins de 150 milliards de milliards de tonnes, contre 330 pour Mercure). Sa densité (environ 1,95) est faible comparée à celle des planètes rocheuses.
Callisto
Callisto est un satellite naturel de Jupiter qui fut découvert en 1610 par Galilée : des quatre satellites galiléens, il est le plus grand après Ganymède, et le plus éloigné. Par ses dimensions, c'est aussi le troisième satellite du système solaire. Il est essentiellement composé de roches et de glaces. Sa surface très ancienne et très cratérisée pourrait abriter un océan.
6 - Les Ceintures
Ceinture d'astéroïdes
La ceinture d'astéroïdes se situe entre les orbites de Mars et Jupiter. Elle abrite plusieurs centaines de milliers d'objets dont la taille varie du grain de poussière au planétoïde de quelques centaines de kilomètres. Vesta et Pallas, avec un diamètre d'environ 500 kilomètres, sont les plus gros membres du groupe. Cérès, avec ses 950 kilomètres, est classé à part : depuis 2006 l'Union Astronomique Internationale l'a rangé dans la famille des planètes naines en raison de sa forme sphérique.
Ceinture de Kuiper
La ceinture de Kuiper s'étend aux confins du Système solaire, au-delà de l'orbite de Neptune, entre 30 et 55 UA (1 UA correspond à la distance moyenne entre la Terre et le Soleil). Outre Pluton, au moins trois autres planètes naines occupent cette région peuplée de centaines de milliers de corps glacés de plus de 100 km et de plusieurs milliards de comètes (leur période orbitale est d'environ 200 ans). Leur origine date de la formation de notre Système solaire, il y a près de 4,6 milliards d'années.
