Le Système Solaire : Partie 1 

Le Système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil, de huit planètes depuis le 2006 (après que l'assemblée générale de l'Union astronomique internationale a décidé à Prague de déchoir Pluton de son statut de planète), de cent cinquante neuf satellites gravitant autour de ces planètes et de nombreux petits astres appelés astéroïdes, comètes, objets transneptuniens etc.... Le Soleil, cœur du Système solaire, représente 99,90 % de la masse de l'ensemble. 

Les planètes sont des corps non lumineux qui gravitent autour du Soleil. Ces planètes se répartissent en trois familles :

 Les Planètes dits Telluriques (Mercure, Venus, la Terre et Mars) sont de dimension modeste mais possèdent une densité élevée et une fine couche d'atmosphère car leur gravité est faible ;

- Les Planètes dits Joviennes (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune) sont les plus lointaines et les plus grandes. Elles ont une densité bien plus faible. Elles sont composées d'une épaisse couche d'hydrogène et d'hélium entourant un noyau de glace massif. Ces planètes possèdent de nombreux satellites et des anneaux plus ou moins bien développés ;

-Les Planètes Naines (Pluton, Eris, Makemake et Cérès) sont des corps célestes en orbite autour du Soleil qui possèdent 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), qui n'est pas un satellite, mais qui n'a pas fait place nette dans son voisinage orbital. Voici un moyen mnémotechnique pour retenir les planètes du Système Solaire : Salut Mon Vieux, Tu M’as Jeté Sur Un Nuage Pacifique. Sachez qu’il en existe pleins d’autres comme ça pour les retenir.

Sans tenir compte de cette nouvelle classification, les autres termes tels ceux d'astéroïde ou d'objet de la ceinture de Kuiper continuent à s'appliquer. Ces termes sont basés sur la situation de l'objet dans le système solaire ou sa composition. Cérès continue à être le plus grand astéroïde et Pluton est toujours un objet de la ceinture de Kuiper malgré leur classification comme planète naines.

Le statut de Charon, actuellement considéré comme un satellite de Pluton, est incertain. En effet, il n'existe pas de définition claire de ce qui constitue un système satellitaire ou un système binaire. Charon est largement plus grand que les autres satellites en comparaison de Pluton et Pluton et Charon orbitent tous les deux autour d'un point situé dans l'espace plutôt qu'à l'intérieur de Pluton. En conséquence, le système pourrait être désigné dans le futur comme un système planétaire double, faisant de Charon une planète mineure.

Selon certains astronomes, cette nouvelle définition pourrait impliquer l'ajout de jusqu'à 45 nouvelles planètes naines.

Autour du Soleil, entre Mars et Jupiter, gravite une ceinture d’astéroïdes. D’autres astéroïdes ont leurs propres orbites

Des comètes venant de la Ceinture de Kuiper ou du Nuage d’Oort possèdent des orbites très inclinées par rapport à l'écliptique.

Des corps qui s’apparentent à Pluton sont situés après l'orbite de Neptune soit dans la ceinture de Kuiper.

Le Système Solaire est englobé par une région de l'espace nommée l'héliosphère et limité par l’héliopause. L'héliosphère se comporterait vis-à-vis du milieu interstellaire comme la magnétosphère d'une planète vis-à-vis du vent solaire. Sa dimension varie selon l’activité du soleil, elle s'étend au minimum jusqu'à 100 UA (100 Unités Astronomique équivaut à plus de 14 milliards de kilomètres) du Soleil. Le Soleil tourne autour de notre galaxie (la Voie Lactée), à près de 240 km/s soit environ 864 000 km/h ce qui est encore très loin du plus d’un milliard de km/h de la vitesse de lumière ! Actuellement à une distance de 27 000 années lumière du centre, il faut au Système Solaire 250 millions d'années pour accomplir un tour autour du cœur de la Voie Lactée. Mais en plus le Soleil plonge et remonte comme une vague. Il est à 48 années lumière au dessus du plan et en phase ascendante à la vitesse de 7 km/s. Tous les 30 millions d'années le Soleil traverse le plan de la Voie Lactée. 

C'est lorsqu'il traverse les bras de la galaxie qu'il s'expose à subir des ondes de choc de supernova ou de nuage de gaz. Toutes les extinctions sur Terre ont justement eues lieu quand la Terre traversé un des bras galactique.

Abordant maintenant un sujet plus compliqué: La formation du Système Solaire, commençons il y a environ 10 milliards d’années, ce qui deviendra un jour le système solaire n’est qu’une fraction minuscule d’un gigantesque nuage d’hydrogène et d’hélium qui poursuit son cours autour du centre de notre galaxie.

Progressivement, ce nuage se contracte doucement et s’enrichit en éléments plus lourds lors de l’explosion d’étoiles massives aux alentours, ce qui explique que l’abondance actuelle d’éléments lourds est de l’ordre de 2% Finalement, il y a 4,55 milliards d’années, sous l’effet de sa propre gravité, ce nuage s’effondre sur lui même et se fragmente en une série de nuages ayant des dimensions plus réduite dont l’un deviendra notre système solaire.

 Le protosystème continue à se contracter de plus en plus. Mais, selon la loi de conservation du moment angulaire, si la taille d’un corps se réduit, sa vitesse de rotation doit augmenter pour compenser, donc la contraction du protosystème provoque une forte augmentation de la vitesse de rotation de celui-ci. D’autre part, étant donné que le protosystème n’est pas rigide, un énorme aplatissement se produit au plan perpendiculaire à l’axe de rotation. Finalement on se retrouve donc avec une concentration de matière au centre, la protoétoile, entourée d’un disque de matière qui est le disque protoplanétaire.

C’est à ce moment qu’intervient la distribution du moment angulaire. Dans les modèles de formation les plus simples, le système solaire est le résultat d’une contraction d’un nuage de gaz en rotation. Ce qui devrait se traduire par une vitesse de rotation du Soleil incompatible avec le fait que celui-ci possède seulement 3% du moment angulaire total.

La protoétoile va être ralentie sous l’action de forces magnétiques. Les conditions physiques qui règnent à cette époque, provoque une variation du champ magnétique qui entraîne automatiquement une variation de la distribution de matière et réciproquement, on dit que les lignes de champ magnétique sont gelées dans la matière.

Cependant les lignes de champ magnétique qui traversent le protosystème sont déformables mais de façon limitée. Cette rigidité est transmise à la matière, ce qui crée un lien entre la protoétoile et le disque protoplanétaire. Grâce à ce lien la région centrale est stoppée et perd peu à peu son moment angulaire au profit du disque qui tourne de plus en plus vite.

Sous un effet de ralentissement, la force centrifuge subie par la protoétoile baisse et l’éjection de matière s’arrête. C’est à ce moment, que les deux sous systèmes qui étaient précédemment liés ont une évolution indépendante l’une de l’autre.

Mais au centre, la protoétoile continue de se contracter et sa température augmente rapidement. Finalement, les réactions nucléaires de fusion se mettent en route et l’étoile que nous connaissons apparaît : Le Soleil est née.

Dans le disque protoplanétaire, les atomes s’agglomèrent au fur et à mesure de leurs rencontres pour devenir des poussières. Celles-ci se regroupent elle-même pour former des petits corps appelés planétésimaux. C’est une étape dure quelques millions d’années.

Du fait de la turbulence dans le disque, des fluctuations de densité apparaissent et évoluent pour aboutir à des corps de grande dimension, dans un processus appelé l’accrétion. Ces corps continuent à capturer au fur et à mesure les planétésimaux qu’ils trouvent sur leur chemin et atteignent donc le stade de planète.

La principale phase d’accrétion se termine il y environ 4,4 milliards d’années, même si d’intenses bombardements se poursuivent encore pendant au moins un milliard d’années.

L’aspect final des planètes dépend de la distance au Soleil. Près de celui-ci, les éléments légers reçoivent beaucoup d’énergie et sont trop chauds pour se condenser. Le matériau qui constitue ces planètes est donc riche en éléments lourds, tels que le fer ou le silicium, ce qui explique leur forte densité.

Des lors loin du Soleil, l’accrétion de planétésimaux est à l’origine d’un noyau dense qui constitue le point de départ pour une croissance ultérieure. Autour de ce noyau s’accumule une enveloppe de gaz et l’on aboutit à une planète très volumineuse et massive, mais essentiellement constituée d’hydrogène et donc peu dense.

Voila pour le système solaire, je reviendrais plus en détails sur le Soleil et les prochaines planètes jusqu'à Jupiter dans ce même post