Le systme solaire

Les diffrentes rgions du systme solaire

De faon informelle, le systme solaire est souvent divis en zones distinctes. Le systme solaire interne inclut les quatre plantes telluriques et la ceinture d'astrodes. Le reste du systme peut tre considr simplement comme systme solaire externe; d'autres sparent la rgion au-del de Neptune des quatre gantes gazeuse.

Le Soleil

Le Soleil est l'toile du systme solaire et de loin son composant principal. Comme toute toile, sa masse permet la densit en son coeur d'tre suffisamment leve pour provoquer des ractions de fusion nuclaire en continu, ce qui produit d'normes quantits d'nergie, la majeure partie rayonne dans l'espace sous forme de rayonnement lectromagntique comme la lumire visible.

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Le milieu interplantaire

En plus de la lumire, le Soleil rayonne un flux continu de particules charges (un plasma) appel vent solaire. Ce flux s'tend la vitesse approximative de 1,5 million de kilomtres par heure, crant une atmosphre tnue, l'hliosphre, qui baigne le systme solaire jusqu' environ 100 units astronomiques (marquant l'hliopause). Le matriau composant l'hliosphre est connu sous le nom de milieu interplantaire. Le cycle solaire de onze ans et les frquentes ruptions solaires et jections de masse coronale perturbent l'hliosphre et crent un climat spatial. La rotation du champ magntique solaire agit sur le milieu interplantaire pour crer la couche de courant hliosphrique, la plus grande structure du systme solaire.

Le champ magntique terrestre protge l'atmosphre du vent solaire. Vnus et Mars ne possdent pas de champ magntique et le vent solaire souffle graduellement leur atmosphre dans l'espace. Sur Terre, l'interaction du vent solaire et du champ magntique terrestre cause les aurores polaires.

L'hliosphre protge en partie le systme solaire des rayons cosmiques, protection augmente sur les plantes disposant de champ magntique. La densit de rayons cosmiques dans le milieu interstellaire et la force du champ magntique solaire changent sur de trs longues priodes, donc le niveau de rayonnement cosmique dans le systme solaire varie, mais on ignore de combien.

Le milieu interplantaire hberge au moins deux rgions de poussires cosmiques en forme de disque. La premire, le nuage de poussire zodiacal, rside dans le systme solaire interne et cause la lumire zodiacale. Il fut probablement form par des collisions l'intrieur de la ceinture d'astrodes causes par des intractions avec les plantes. La deuxime s'tend de 10 40 UA et fut probablement cre lors de collisions similaires dans la ceinture de Kuiper.

Le systme solaire interne

Le systme solaire interne dsigne traditionnellement la rgion situe entre le Soleil et la ceinture d'astrodes. Composs principalement de silicates et de mtaux, les objets du systme solaire interne orbitent trs prs du Soleil : le rayon de la rgion toute entire est plus petit que la distance entre Jupiter et Saturne.

Les plante internes

Les plantes internes, appeles aussi plantes telluriques.

Les plantes internes, appeles aussi plantes telluriques.


Les quatre plantes internes possdent une composition dense et rocheuse, peu ou pas de satellites naturels et aucun systme d'anneaux. Elles sont composes en grande partie de minraux point de fusion lev, tels les silicates qui forment leur crote solide et leur manteau semi-liquide, et de mtaux comme le fer et le nickel qui composent leur noyau. Trois des quatre plantes (Vnus, la Terre et Mars) ont une atmosphre substantielle ; toutes prsentent des cratres d'impact et des caractristiques tectoniques de surface comme des rifts et des volcans.

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Ceinture d'astrodes

La Ceinture d'astrodes.

La ceinture d'astrdes.


Les astrodes sont principalement de petits corps du systme solaire composs de roches et de minraux mtalliques non-volatils. La ceinture d'astrodes occupe une orbite situe entre Mars et Jupiter, une distance comprise entre 2,3 et 3,3 UA du Soleil. On pense qu'il s'agit de restes du systme solaire en formation qui n'ont pas pu s'accrter en un corps plus gros cause des interfrences gravitationnelles de Jupiter.

Les astrodes varient en taille de plusieurs centaines de kilomtres des poussires microscopiques. Tous les astrodes, sauf le plus grand, Crs, sont considrs comme des petits corps, bien que certains tels Vesta ou Hygie pourraient tre reclasss comme plantes naines s'il est dmontr qu'ils ont atteint un quilibre hydrostatique.

La ceinture d'astrodes contient des dizaines de milliers, ventuellement des millions, d'objets de plus d'un kilomtre de diamtre. Malgr ceci, la masse totale de la ceinture ne dpasse probablement pas un millime de celle de la Terre. La ceinture est trs peu densment peuple ; les sondes spatiales l'ont traverse rgulirement sans incident. Les astrodes d'un diamtre compris entre 10 et 10-4 m sont appels mtorodes.

Le systme solaire externe

Au-del de la ceinture d'astrodes s'tend une rgion domine par les gantes gazeuses. De nombreuses comtes courte priode, y compris les centaures, y rsident galement. La zone ne possde pas de nom traditionnel correctement dfini. Il est fait souvent mention du systme solaire externe, par opposition au systme solaire interne, mais le terme a rcemment commenc tre utilis exclusivement pour la zone situe aprs l'orbite de Neptune. Les objets solides de cette rgion sont composs d'une plus grande proportion de "glaces" (eau, ammoniac, mthane) que leurs correspondants du systme solaire interne.

Les plantes externes

Les plantes gantes gazeuses.

Les plantes gantes gazeuses.


Les quatre plantes externes sont des gantes gazeuses et regroupent elles quatre 99% de la masse qui orbite autour du Soleil. L'atmosphre de Jupiter et Saturne est principalement constitue d'hydrogne et d'hlium ; celle d'Uranus et de Neptune contient un plus grand pourcentage de glaces. Il a t suggr qu'elles appartiennent une catgorie distincte, les "gantes glaces". Les quatre gantes gazeuses possdent des systmes d'anneaux, mais seuls ceux de Saturne peuvent tre facilement observs depuis la Terre.

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Les comtes

La comte Hale-Bopp en 1997.

La comte Hale-Bopp en 1997.


Les comtes sont de petits corps du systme solaire, gnralement de quelques kilomtres de diamtre, principalement composs de glaces volatiles. Elles possdent des orbites hautement excentriques, avec un prihlie souvent situ dans le systme solaire interne et un aphlie au-del de Pluton. Lorsqu'une comte entre dans le systme solaire interne, la proximit du Soleil provoque la sublimation et l'ionisation de sa surface, crant une queue : une longue trane de gaz et de poussire.

Les comtes courte priode (comme la comte de Halley) parcourent leur orbite en moins de deux cents ans et proviendraient de la ceinture de Kuiper ; les comtes longue priode (comme la comte Hale-Bopp) ont une priodicit de plusieurs milliers d'annes et tiendraient leur origine du nuage d'Oort. D'autres enfin ont une trajectoire hyperbolique et proviendraient de l'extrieur du systme solaire, mais la dtermination de leur orbite est difficile. Les vieilles comtes qui ont perdu la plupart de leurs composs volatiles sont souvent considres comme des astrodes.

Rgion transneptunienne

La zone au-del de Neptune, souvent appele rgion transneptunienne, est toujours largement inexplore. Il semble qu'elle consiste essentiellement en de petits corps (le plus grand ayant le cinquime du diamtre de la Terre et une masse bien infrieure celle de la Lune) composs de roche et de glace.

Ceinture de Kuiper

Reprsentation de la ceinture de Kuiper.

Reprsentation de la ceinture de Kuiper.


La ceinture de Kuiper, la principale structure de la rgion, est un grand anneau de dbris similaire la ceinture d'astrodes, mais compose principalement de glace. Elle s'tend entre 30 et 50 UA du Soleil. On pense que la rgion est la source des comtes de courte-priode.

Elle est principalement compose de petits corps, mais plusieurs des plus gros objets, comme Quaoar, Varuna, (136108) 2003 EL61, (136472) 2005 FY9 ou Orcus, pourraient tre reclassifis comme plantes naines. On estime 100 000 le nombre d'objets de la ceinture de Kuiper d'un diamtre suprieur 50 km, mais sa masse totale est estime un dixime, voire un centime de celle de la Terre. Plusieurs objets de la ceinture possdent des satellites multiples et la plupart sont situs sur des orbites qui les emmnent en dehors du plan de l'cliptique.

La ceinture de Kuiper peut tre grossirement divise entre les objets "classiques" et ceux en rsonance avec Neptune (par exemple les plutinos, qui parcourent deux orbites quand Neptune en parcourt trois, mais il existe d'autres rapports).

La ceinture en rsonance dbute l'intrieur mme de l'orbite de Neptune. La ceinture classique des objets n'ayant aucune rsonance avec Neptune s'tend entre 39,4 et 47,7 UA[46]. Les membres de cette ceinture classique sont appels cubewanos, d'aprs le premier objet de ce genre avoir t dcouvert, (15760) 1992 QB1s.

Pluton et Charon

Pluton et son cortge de satellites: Charon, Nix et Hydra.

Pluton et son cortge de satellites: Charon, Nix et Hydra.


Pluton (39 UA en moyenne), une plante naine, est le plus grand objet connu de la ceinture de Kuiper. Dcouvert en 1930 et considr comme une plante, il fut reclassifi en 2006 lors de l'adoption d'une dfinition formelle de ces diffrents corps. Pluton possde une orbite excentrique incline de 17o sur le plan de l'cliptique et qui s'tend de 29,7 UA au prihlie 49,5 UA l'aphlie.

La plus grande lune de Pluton, Charon, est suffisamment grande pour que l'ensemble gravite autour d'un centre de gravit situ au-dessus de la surface de chacune des plantes. Deux autres petites lunes, Nix et Hydra, orbitent le couple Pluton-Charon. Pluton est en rsonance orbitale 3:2 avec Neptune (la plante orbite deux fois autour du Soleil quand Neptune orbite trois fois). Les objets de la ceinture de Kuiper qui partagent cette rsonance sont nomms plutinos.

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Les objets pars

Les objets pars s'tendent bien au-del de la ceinture de Kuiper. On pense qu'ils proviennent de cette ceinture mais en ont t jects par l'influence gravitationnelle de Neptune lors de sa formation. La plupart des objets pars possdent un prihlie dans la ceinture de Kuiper et un aphlie pouvant atteindre 150 UA Soleil. De faon typique, leur orbite est fortement incline, souvent presque perpendiculaire l'cliptique. Certains astronomes les considrent comme d'autres lments de la ceinture de Kuiper et les appellent d'ailleurs des objets pars de la ceinture de Kuiper.

Eris

Eris (68 UA en moyenne) est le plus gros objet pars connu et a d'ailleurs provoqu une clarification du statut de plante sa dcouverte, puisqu'il est au moins 5% plus grand que Pluton (diamtre estim de 2 400 km). Il possde une lune, Dysnomie. Comme Pluton, son orbite est fortement excentrique (prihlie 38,2 UA, la distance moyenne de Pluton au Soleil, aphlie 97,6 UA) et fortement incline.

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Rgions lointaines

Hliopause

Reprsentation de l'hliosphre et l'hliopause.

Reprsentation de l'hliosphre et de l'hliopause.


L'hliosphre est divise en deux rgions distinctes. Le vent solaire voyage sa vitesse maximale jusqu' environ 95 UA, trois fois la distance moyenne entre Pluton et le Soleil. Ensuite, le vent solaire entre en collision avec les vents opposs en provenance du milieu interstellaire. Il ralentit, se condense et subit des turbulences, formant une grande structure ovale appele l'hliogaine qui ressemble et se comporte de faon assez similaire la queue d'une comte, s'tendant encore sur 40 UA dans un sens et sur plusieurs fois cette distance dans la direction oppose. La limite externe de l'hliosphre, l'hliopause, est le point o le vent solaire s'teint et o dbute l'espace interstellaire.

La forme de l'hliopause est affecte par les interactions avec le milieu interstellaire, ainsi que par les champs magntiques solaires dominant au sud (l'hmisphre nord s'tend 9 UA plus loin que l'hmisphre sud). Au-del de l'hliopause, environ 230 UA du Soleil, s'tend une onde de choc, une zone de plasma laisse par le Soleil au cours de son trajet travers la Voie lacte.

Aucune sonde spatiale n'a dpass l'hliopause et les conditions dans l'espace interstellaire ne sont pas connues. On sait assez peu quel point l'hliosphre protge le systme solaire des rayons cosmiques. Une mission spcifique a t suggre.

Nuage d'Oort

Reprsentation du nuage d'Oort.

Reprsentation du nuage d'Oort.


Le nuage d'Oort est une zone hypothtique regroupant jusqu' un trillion d'objets glacs et dont on pense qu'il est la source des comtes longue priode. Il entourerait le systme solaire vers 50 000 UA, peut-tre mme jusqu' 100 000 UA. On pense qu'il serait compos de comtes qui ont t jectes du systme solaire interne aprs des interactions avec les gantes gazeuses. Les objets du nuage d'Oort se dplacent trs lentement et peuvent tre affects par des vnements peu frquents comme des collisions, les effets gravitationnels d'une toile proche ou une mare galactique.

Sedna et le nuage d'Oort interne

Sedna est un grand objet rougetre ressemblant Pluton dont l'orbite trs excentrique amne 76 UA du Soleil au prihlie et 928 UA l'aphlie et qui prend 12 050 ans tre parcourue. Michael Brown, qui dcouvrit l'objet en 2003, a dclar qu'il ne peut pas s'agir d'un objet pars car son prihlie est trop lointain pour avoir t affect par Neptune. Il considre, avec d'autres astronomes, qu'il s'agit du premier membre connu d'une population nouvelle, qui pourrait inclure l'objet (148209) 2000 CR105, qui possde un prihlie de 45 UA, un aphlie de 415 UA et une priode orbitale de 3 420 ans. Brown nomme cette population le nuage d'Oort interne car il se serait form selon un procd similaire, mais une moins grande distance du Soleil. Sedna est trs probablement une plante naine, mme si sa forme n'est pas connue avec certitude.

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Les limites

La limite entre le systme solaire et l'espace interstellaire n'est pas prcisment dfinie. On pense que le vent solaire laisse la place au milieu interstellaire quatre fois la distance entre Pluton et le Soleil. Cependant, la sphre de Hill du Soleil, c'est dire, sa zone d'influence gravitationnelle, pourrait s'tendre jusqu' mille fois plus loin, jusqu' 2 annes-lumire (125 000 UA). Malgr des dcouvertes rcentes comme celle de Sedna, la zone situe entre la ceinture de Kuiper et le nuage d'Oort est globalement inconnue. Par ailleurs, celle situe entre le Soleil et Mercure fait toujours l'objet d'tudes.

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