PLANÈTES

Les planètes du Système solaire

Les huit planètes connues du Système solaire présentent des caractéristiques très particulières. Tout d’abord, elles sont toutes placées à proximité du plan de l’écliptique, et tournent sur des orbites circulaires autour du Soleil ; le sens de leur révolution est aussi celui de la rotation du Soleil sur lui-même. Cette configuration particulière du Système solaire suggère fortement que les planètes se sont formées au sein d’un disque (disque dit protoplanétaire), né de l’effondrement par gravitation d’un nuage de matière interstellaire en rotation. Ce scénario, initialement proposé au xviii^e siècle par Emmanuel Kant (1724-1804) et Pierre Simon de Laplace (1749-1827), s’est trouvé conforté dans le courant des années 1980 par l’observation d’étoiles jeunes ou en formation, entourées elles aussi d’un disque protoplanétaire. Le scénario de formation des étoiles à partir de l’effondrement d’un disque semble donc être un phénomène courant dans l’Univers.

Planètes : caractéristiques orbitales

Ce tableau rassemble les diverses caractéristiques orbitales des planètes du système solaire. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Les planètes en orbite autour du Soleil présentent une autre particularité : elles se divisent en deux classes bien distinctes. Près du Soleil, les planètes telluriques, c’est-à-dire constituées essentiellement de roches, sont relativement petites et denses ; loin du Soleil, les planètes géantes, essentiellement gazeuses, sont volumineuses, de faible densité, entourées d’un système d’anneaux et d’un cortège de satellites. Le modèle de formation des planètes au sein d’un disque permet de rendre compte de cette dichotomie. Il suppose que les petits corps s’agrègent à partir de particules solides ; or la nature de ces particules solides dépend de la température de leur environnement.

Planètes : propriétés physiques

Ce tableau rassemble quelques-unes des propriétés physiques des planètes. Les valeurs entre parenthèses sont incertaines à plus de 10 %. Vénus et Uranus ont une rotation rétrograde. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Près du Soleil – en deçà de 2 ua, soit deux fois la distance Soleil-Terre –, la température est suffisamment élevée pour que les seuls éléments solides soient les réfractaires (silicates, métaux ou oxydes métalliques) qui sont formés d’éléments lourds. Cependant, leur fraction en masse est très faible (moins de 2 p. 100) par rapport à l’ensemble des éléments présents dans l’Univers, si l’on se réfère à leur abondance cosmique. En effet, plus un élément chimique est lourd, plus sa fusion à partir de réactions nucléaires au sein d’une étoile demande une énergie importante. Les éléments chimiques les plus lourds sont donc les moins abondants dans l’Univers. Les planètes formées près du Soleil – planètes telluriques – sont relativement petites et denses : Mercure, Vénus, la Terre et Mars se situent à des distances du Soleil allant de 0,3 à 1,5 ua. Mercure et Vénus sont dénués de satellites ; la Terre en a un très massif, la Lune, résultat d’une collision avec une autre protoplanète tout au début de son histoire. Mars possède deux petits satellites, Phobos et Deimos ; il s’agit sans doute d’astéroïdes capturés par la planète. L’absence de satellites en grand nombre s’explique par le champ de gravité relativement faible des planètes telluriques.

Au-delà de quelques unités astronomiques, la température au sein du disque protoplanétaire est suffisamment basse pour que les molécules les plus abondantes (en dehors de l’hydrogène et l’hélium) – eau, méthane, ammoniac… – soient sous forme de glaces. Elles peuvent ainsi être incorporées dans des noyaux dépassant la dizaine de masses terrestres. Ces noyaux sont alors suffisamment massifs pour entraîner l’effondrement gravitationnel de la nébuleuse gazeuse environnante, composée surtout d’hydrogène et d’hélium. C’est ainsi que se forment les planètes géantes, volumineuses et peu denses. Ce scénario permet aussi de rendre compte de l’existence de leur système d’anneaux et des satellites situés dans le plan équatorial de la planète : ceux-ci se sont formés dans le disque issu de l’effondrement de la nébuleuse environnante, un peu à la manière d’un mini-Système solaire.

Une autre information est issue des modèles de simulation numérique qui permettent aujourd’hui, grâce à la puissance des supercalculateurs, de retracer l’histoire dynamique des objets du Système solaire depuis leur formation. Le modèle développé à l’Observatoire de Nice (Nice model), généralement accepté par la communauté scientifique, propose un scénario qui permet de rendre compte d’un certain nombre de caractéristiques orbitales de certaines familles de petits corps, astéroïdes et objets transneptuniens. Selon ce scénario, Jupiter – la [...]

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Planète 9 et principaux objets lointains de Kuiper : orbites
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Planètes : caractéristiques orbitales
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Planètes : propriétés physiques
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Planète Mars vue par Viking-1
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