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1.28 : Le système solaire extérieur - Géosciences


La région au-delà de l'orbite de Neptune est appelée la Ceinture de Kuiper. La ceinture s'étend de Neptune (à environ 30 UA [unités astronomiques] à environ 50 UA - une UA est la distance moyenne du centre de la Terre au centre du Soleil.

Il y a plus que 100 000 objets de la ceinture de Kuiper (KBO). La ceinture de Kuiper comprend trois planétésimaux (ou alors planètes naines) dont Pluton, Haumea et Makmake. Les KBO sont probablement principalement composés de composés volatils congelés (glaces de méthane, d'ammoniac et d'eau). Le statut de Pluton en tant que planète a été soutenu pendant des années - Figure 1.79. Pluton ne se comporte pas comme les autres planètes ; il ne tourne pas autour du Soleil dans le plan de l'écliptique, et parfois l'orbite de Pluton le met plus près du soleil que Neptune.)

Au-delà de la ceinture de Kuiper est l'hypothétique Nuage d'Oort - une région pouvant contenir une abondance de planétésimaux glacés et d'objets pouvant entourer le système solaire à une distance comprise entre 50,00 et 200,000 UA. Le nuage d'Oort peut être la source de la plupart des comètes à longue période qui ont été observées.

Graphique 1.79. Pluton était autrefois classé comme une planète, mais maintenant on l'appelle un planétésimal, ou un planète naine dans le Ceinture de Kuiper. Pluton a 5 lunes.


Nuage d'Oort

Le Nuage d'Oort ( / ɔːr t , ʊər t / ), [1] parfois appelé le Nuage Öpik–Oort, [2] décrit pour la première fois en 1950 par l'astronome néerlandais Jan Oort, [3] est un concept théorique [4] d'un nuage de planétésimaux principalement glacés proposé pour entourer le Soleil à des distances allant de 2 000 à 200 000 au (0,03 à 3,2 lumière- ans). [note 1] [5] Il est divisé en deux régions : un nuage d'Oort interne en forme de disque (ou nuage de Hills) et un nuage d'Oort externe sphérique. Les deux régions se trouvent au-delà de l'héliosphère et dans l'espace interstellaire. [5] [6] La ceinture de Kuiper et le disque dispersé, les deux autres réservoirs d'objets transneptuniens, sont à moins d'un millième du Soleil que le nuage d'Oort.

La limite extérieure du nuage d'Oort définit la limite cosmographique du système solaire et l'étendue de la sphère de Sun's Hill. [7] Le nuage d'Oort extérieur n'est que faiblement lié au système solaire, et est donc facilement affecté par l'attraction gravitationnelle à la fois des étoiles qui passent et de la Voie lactée elle-même. Ces forces délogent parfois les comètes de leurs orbites dans le nuage et les envoient vers le système solaire interne. [5] Sur la base de leurs orbites, la plupart des comètes à courte période peuvent provenir du disque dispersé, mais certaines comètes à courte période peuvent provenir du nuage d'Oort. [5] [8]

Les astronomes conjecturent que la matière composant le nuage d'Oort s'est formée plus près du Soleil et a été dispersée loin dans l'espace par les effets gravitationnels des planètes géantes au début de l'évolution du système solaire. [5] Bien qu'aucune observation directe confirmée du nuage d'Oort n'ait été faite, il peut être la source qui reconstitue la plupart des comètes à longue période et de type Halley entrant dans le système solaire interne, ainsi que de nombreuses comètes centaures et de la famille Jupiter. . [8]


Des astronomes identifient des astéroïdes d'origine interstellaire habitant notre système solaire

Une étude menée par des scientifiques de l'Institut des géosciences et des sciences exactes de l'Université d'État de São Paulo (IGCE-UNESP) à Rio Claro, au Brésil, a identifié 19 astéroïdes d'origine interstellaire classés comme centaures, des objets du système solaire extérieur qui tournent autour du Soleil dans la région. entre les orbites de Jupiter et de Neptune.

Un article sur l'étude intitulé « An interstellar origin for high-inclination Centaurs » est publié dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society. L'étude a été soutenue par la FAPESP.

« Le système solaire s'est formé il y a 4,5 milliards d'années dans une pépinière d'étoiles, avec ses systèmes de planètes et d'astéroïdes. Les étoiles étaient suffisamment proches les unes des autres pour favoriser de fortes interactions gravitationnelles qui ont conduit à un échange de matière entre les systèmes. Certains objets actuellement dans le système solaire ont donc dû se former autour d'autres étoiles. Jusqu'à récemment, cependant, nous ne pouvions pas faire la distinction entre les objets interstellaires capturés et les objets qui se sont formés autour du Soleil. La première identification a été faite par nous en 2018 », a déclaré à Agência FAPESP Maria Helena Moreira Morais, l'une des deux co-auteurs.

La découverte par un chercheur brésilien rapportée dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society fournit des indices pour comprendre la pépinière d'étoiles d'où le Soleil a émergé. Crédit : NASA

Morais est diplômé en physique et mathématiques appliquées de l'Université de Porto (Portugal) et a obtenu un doctorat en dynamique du système solaire de l'Université de Londres (Royaume-Uni). Elle est actuellement professeur à l'IGCE-UNESP. L'autre coauteur est Fathi Namouni, chercheur à l'Observatoire de la Côte d'Azur à Nice, en France.

La première identification à laquelle Morais a fait référence était l'astéroïde 514107 Ka'epaoka'awela, tel que rapporté par Agência FAPESP en 2018.

Le nom Ka'epaoka'awela est hawaïen et peut être grossièrement traduit par "compagnon espiègle et opposé de Jupiter". Il occupe la trajectoire correspondant à l'orbite de Jupiter depuis au moins 4,5 milliards d'années mais tourne autour du Soleil dans le sens opposé à celui des planètes, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un astéroïde rétrograde co-orbital de Jupiter.

"Lorsque nous l'avons identifié comme un objet provenant de l'extérieur du système solaire, nous ne savions pas s'il s'agissait d'un cas isolé ou d'une partie d'une vaste population d'astéroïdes immigrés", a déclaré Morais. "Dans cette dernière étude, nous avons reconnu 19 centaures d'origine interstellaire."

Composition faite par le chercheur d'une image artistique de la NASA utilisée pour montrer à quoi ressemblerait le système solaire primordial, avec l'ajout d'un Centaure en orbite polaire dans la région extérieure. Crédit : Maria Helena Moreira Morais

Semblable à Ka'epaoka'awela, les Centaures identifiés dans l'étude ont des orbites très inclinées par rapport au plan orbital des planètes. « Pour étudier l'origine de ces objets, nous avons construit une simulation informatique qui fonctionne comme une machine à remonter le temps, faisant reculer leurs trajectoires de 4,5 milliards d'années. La simulation nous a permis de découvrir où se trouvaient ces objets à ce moment-là », a déclaré Morais.

Les planètes et les astéroïdes originaires du système solaire ont émergé d'un mince disque de gaz et de poussière qui tournait autrefois autour du Soleil. Pour cette raison, ils se sont tous déplacés dans le plan du disque il y a 4,5 milliards d'années. Si les Centaures sont originaires du système solaire, ils auraient également dû se déplacer dans le plan du disque à cette époque. "Cependant, notre simulation a montré qu'il y a 4,5 milliards d'années, ces objets tournaient autour du Soleil sur des orbites perpendiculaires au plan du disque. De plus, ils l'ont fait dans une région éloignée des effets gravitationnels du disque d'origine », a déclaré Morais.

Ces deux découvertes ont montré que les Centaures n'appartenaient pas à l'origine au système solaire et ont dû être capturés à partir d'étoiles proches pendant la période de formation de la planète.

Pépinière d'étoiles

La découverte dans le système solaire d'une population d'astéroïdes d'origine interstellaire est une étape majeure dans la compréhension des différences et des similitudes entre les objets qui se sont formés dans le système solaire et les objets du système solaire qui étaient à l'origine extrasolaires. Les futures observations astronomiques et éventuellement les missions spatiales approfondiront cette compréhension. "Les études de cette population mettront en lumière des informations sur la pépinière d'étoiles d'où le Soleil a émergé, la capture d'objets interstellaires dans le système solaire primordial et l'importance de la matière interstellaire pour l'enrichissement chimique du système solaire", a déclaré Morais.

En ce qui concerne l'enrichissement chimique, il convient de rappeler que l'Univers primordial est principalement constitué d'hydrogène et d'hélium. Les éléments naturels les plus légers du tableau périodique ont été créés par fusion nucléaire à l'intérieur des étoiles et se sont ensuite dispersés dans l'espace. La région dans laquelle se trouve le système solaire a été enrichie chimiquement par ces éléments, qui ont contribué à la composition du corps humain.

Référence : « An interstellar origin for high-inclination Centaurs » par F Namouni et M H M Morais, 23 avril 2020, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
DOI : 10.1093/mnras/staa712


Les scripts Python utilisés pour analyser les données de diffraction des rayons X à l'appui de cette étude sont disponibles sur https://github.com/SHDShim/PeakPo.

Dziewonski, A. M. & Anderson, D. L. Modèle terrestre de référence préliminaire. Phys. Planète Terre. Inter. 25, 297–356 (1981).

Stixrude, L. & Lithgow-Bertelloni, C. Géophysique de l'hétérogénéité chimique dans le manteau. Annu. Rév. Planète Terre. Sci. 40, 569–595 (2012).

Hirose, K., Labrosse, S. & Hernlund, J. Composition et état du noyau. Annu. Rév. Planète Terre. Sci. 41, 657–691 (2013).

Thompson, S.E. et al. Candidats planétaires observés par Kepler. VIII. Un catalogue entièrement automatisé avec une exhaustivité et une fiabilité mesurées, basé sur la Data Release 25. Astrophys. J. Suppl. Sér. 235, 38 (2018).

Hsu, D. C., Ford, E. B., Ragozzine, D. & Ashby, K. Taux d'occurrence des planètes en orbite autour des étoiles FGK : combinaison Kepler DR25, Gaïa DR2 et inférence bayésienne. Astron. J. 158, 109 (2019).

Zeng, L. et al. Interprétation du modèle de croissance de la distribution de la taille des planètes. Proc. Natl Acad. Sci. Etats-Unis 116, 9723–9728 (2019).

Batalha, N. M. Exploration des populations d'exoplanètes avec la mission Kepler de la NASA. Proc. Natl Acad. Sci. Etats-Unis 111, 12647–12654 (2014).

Léger, A. et al. Une nouvelle famille de planètes ? « Océan-Planètes ». Icare 169, 499–504 (2004).

Redmer, R., Mattsson, T. R., Nettelmann, N. & French, M. Le diagramme de phase de l'eau et les champs magnétiques d'Uranus et de Neptune. Icare 211, 798–803 (2011).

Guillot, T. Les intérieurs des planètes géantes : modèles et questions en suspens. Annu. Rév. Planète Terre. Sci. 33, 493–530 (2005).

Ohtani, E. Les minéraux hydriques et le stockage de l'eau dans le manteau profond. Chem. Géol. 418, 6–15 (2015).

Hanel, R. et al. Observations infrarouges du système uranien. Science 233, 70–74 (1986).

Pearl, J. C., Conrath, B. J., Hanel, R. A. & Pirraglia, J. A. L'albédo, la température effective et le bilan énergétique d'Uranus, déterminés à partir des données Voyager IRIS. Icare 84, 12–28 (1990).

Spiegel, D.S., Fortney, J.J. & Sotin, C. Structure of exoplanets. Proc. Natl Acad. Sci. Etats-Unis 111, 12622–12627 (2014).

Helled, R., Nettelmann, N. & Guillot, T. Uranus et Neptune : origine, évolution et structure interne. Espace Sci. Tour. 216, 38 (2020).

Shieh, S. R., Mao, H.-K., Hemley, R. J. & Ming, L. C. Décomposition de la phase D dans le manteau inférieur et devenir des silicates hydratés denses dans les plaques de subduction. Planète Terre. Sci. Lett. 159, 13–23 (1998).

Tsuchiya, J. Premiers principes de prédiction d'une nouvelle phase à haute pression de silicates de magnésium hydratés denses dans le manteau inférieur. Géophysique. Rés. Lett. 40, 4570–4573 (2013).

Nishi, M. et al. Stabilité du silicate hydraté à haute pression et transport de l'eau vers le manteau inférieur profond. Nat. Geosci. 7, 224–227 (2014).

Ohtani, E., Amaike, Y., Kamada, S., Sakamaki, T. & Hirao, N. Stabilité de la phase hydratée H MgSiO4H2 dans les conditions du manteau inférieur. Géophysique. Rés. Lett. 41, 8283–8287 (2014).

Rietveld, H. M. Une méthode de raffinement de profil pour les structures nucléaires et magnétiques. J. Appl. Cristallogre. 2, 65–71 (1969).

Gleason, A. E., Jeanloz, R. & Kunz, M. Études de stabilité pression-température de FeOOH utilisant la diffraction des rayons X. Un m. Minéral. 93, 1882–1885 (2008).

Fei, Y. & Mao, H.-K. Compression statique de Mg(OH)2 à 78 GPa à haute température et contraintes sur l'équation d'état du fluide H2O. J. Géophys. Rés. Terre solide 98, 11875–11884 (1993).

Fukui, H. et al. Décomposition de la brucite jusqu'à 20 GPa : preuve d'une solubilité élevée du MgO en phase liquide. EUR. J. Minéral. 17, 261–267 (2005).

Stalder, R., Ulmer, P., Thompson, A. B. & Günther, D. Fluides haute pression dans le système MgO-SiO2-H2O dans les conditions du manteau supérieur. Contribution. Minéral. Essence. 140, 607–618 (2001).

Schwager, B. & Boehler, R. H2O : une autre phase de glace et sa courbe de fonte. Presse haute. Rés. 28, 431–433 (2008).

Lin, J.-F. et al. Comportement de fusion de H2O aux pressions et températures élevées. Géophysique. Rés. Lett. 32, L11306 (2005).

Gillon, M. et al. Sept planètes telluriques tempérées autour de l'étoile naine ultrafroide à proximité TRAPPIST-1. La nature 542, 456–460 (2017).

Unterborn, C. T., Desch, S. J., Hinkel, N. R. & Lorenzo, A. Migration vers l'intérieur des planètes TRAPPIST-1 telle que déduite de leurs compositions riches en eau. Nat. Astron. 2, 297–302 (2018).

Charbonneau, D. et al. Une super-Terre transitant par une étoile voisine de faible masse. La nature 462, 891–894 (2009).

Nettelmann, N., Fortney, J. J., Kramm, U. & Redmer, R. Modèles d'évolution thermique et de structure de la super-Terre en transit GJ 1214b. Astrophys. J. 733, 2 (2011).

Leconte, J., Selsis, F., Hersant, F. & Guillot, T. Convection inhibée par condensation dans les atmosphères riches en hydrogène. Astron. Astrophys. 598, A98 (2017).

Sarafian, E., Gaetani, G. A., Hauri, E. H. & Sarafian, A. R. Contraintes expérimentales sur le solidus de péridotite humide et la température potentielle du manteau océanique. Science 355, 942–945 (2017).

Hamano, K., Abe, Y. & Genda, H. Emergence de deux types de planètes terrestres sur la solidification de l'océan magmatique. La nature 497, 607–610 (2013).

Shen, A. H. & Keppler, H. Observation directe de la miscibilité complète dans l'albite-H2O système. La nature 385, 710–712 (1997).

Newton, R. C. & Manning, C. E. Thermodynamique du SiO2-H2O fluide près du point final critique supérieur à partir des mesures de solubilité du quartz à 10 kbar. Planète Terre. Sci. Lett. 274, 241–249 (2008).

Ni, H. et al. Distribution, cycle et impact de l'eau à l'intérieur de la Terre. Natl Sci. Tour. 4, 879–891 (2017).

Hirschmann, M. M., Aubaud, C. & Withers, A. C. Capacité de stockage de H2O dans les minéraux nominalement anhydres du manteau supérieur. Planète Terre. Sci. Lett. 236, 167–181 (2005).

Nettelmann, N. et al. Modèles d'évolution d'Uranus avec des couches limites thermiques simples. Icare 275, 107–116 (2016).

Podolak, M., Helled, R. & Schubert, G. Effet des profils thermiques non adiabatiques sur les compositions déduites d'Uranus et de Neptune. Lun. Pas. R. Astron. Soc. 487, 2653–2664 (2019).

Vazan, A. & Helled, R. Expliquer la faible luminosité d'Uranus : une évolution thermique et structurelle auto-cohérente. Astron. Astrophys. 633, A50 (2020).

Nettelmann, N., Helled, R., Fortney, J. J. & Redmer, R. Nouvelle indication pour une dichotomie dans la structure intérieure d'Uranus et de Neptune à partir de l'application de données modifiées de forme et de rotation. Planète. Espace Sci. 77, 143–151 (2013).

Kegerreis, J.A. et al. Conséquences des impacts géants sur Uranus précoce pour la rotation, la structure interne, les débris et l'érosion atmosphérique. Astrophys. J. 861, 52 (2018).

Vazan, A. et al. Une nouvelle perspective sur l'intérieur des planètes riches en glace : un mélange glace-roche plutôt qu'une structure en couches. Préimpression sur https://arxiv.org/abs/2011.00602 (2020).

Sun, J., Clark, B. K., Torquato, S. & Car, R. Le diagramme de phase de la glace superionique à haute pression. Nat. Commun. 6, 8156 (2015).

Marquardt, H. et al. Anisotropie de cisaillement élastique de la ferropériclase dans le manteau inférieur de la Terre. Science 324, 224–226 (2009).

Dorogokupets, P. I. & Dewaele, A. Équations d'état de MgO, Au, Pt, NaCl-B1 et NaCl-B2 : échelles de pression à haute température cohérentes en interne. Presse haute. Rés. 27, 431–446 (2007).

Shim, S.-H. PeakPo—un logiciel Python pour l'analyse par diffraction des rayons X à haute pression et haute température v.7.2.2 (Zenodo, 2017) https://doi.org/10.5281/zenodo.810200

Prakapenka, V.B. et al. Système avancé de chauffage laser flat top pour la recherche haute pression au GSECARS : application au comportement de fusion du germanium. Presse haute. Rés. 28, 225–235 (2008).

Liermann, H.-P. et al. La ligne de lumière pour conditions extrêmes P02.2 et l'infrastructure scientifique pour conditions extrêmes à PETRA III. J. Rayonnement synchrotron. 22, 908–924 (2015).

Lin, J.-F. et al. Mesures Raman haute pression-température de H2O fondant à 22 GPa et 900 K. J. Chem. Phys. 121, 8423 (2004).

Schwager, B., Chudinovskikh, L., Gavriliuk, A. & Boehler, R. Courbe de fusion de H2O à 90 GPa mesuré dans une cellule diamant chauffée au laser. J. Phys. Condense. Question 16, S1177–S1179 (2004).

Prescher, C. & Prakapenka, V. B. Dioptas : un programme pour la réduction des données de diffraction des rayons X en deux dimensions et l'exploration des données. Presse haute. Rés. 35, 223–230 (2015).

Boehler, R. Expériences à haute pression et diagramme de phase des matériaux du manteau inférieur et du noyau. Rév. Geophys. 38, 221–245 (2000).

Shen, G., Rivers, M. L., Wang, Y. & Sutton, S. R. Système de cellules diamantées chauffées au laser à la source avancée de photons pour les mesures de rayons X in situ à haute pression et température. Rév. Sci. Instrument. 72, 1273–1282 (2001).

Benedetti, L. R. & Loubeyre, P. Gradients de température, émissivité dépendante de la longueur d'onde et précision des températures élevées et très élevées mesurées dans la cellule de diamant chauffée au laser. Presse haute. Rés. 24, 423–445 (2004).

Mao, H. K., Xu, J. & Bell, P. M. Étalonnage du manomètre à rubis à 800 kbar dans des conditions quasi hydrostatiques. J. Géophys. Rés. Terre solide 91, 4673–4676 (1986).


Contenu

Pendant la majeure partie de l'histoire, l'humanité n'a pas reconnu ou compris le concept du système solaire. La plupart des gens jusqu'à la fin du Moyen Âge-Renaissance croyaient que la Terre était stationnaire au centre de l'univers et catégoriquement différente des objets divins ou éthérés qui se déplaçaient dans le ciel. Bien que le philosophe grec Aristarque de Samos ait spéculé sur une réorganisation héliocentrique du cosmos, Nicolaus Copernicus a été le premier à développer un système héliocentrique mathématiquement prédictif. [11] [12]

Au XVIIe siècle, Galilée découvrit que le Soleil était marqué de taches solaires et que Jupiter avait quatre satellites en orbite autour de lui. [13] Christiaan Huygens a fait suite aux découvertes de Galilée en découvrant la lune de Saturne Titan et la forme des anneaux de Saturne. [14] Vers 1677, Edmond Halley observe un transit de Mercure à travers le Soleil, ce qui l'amène à se rendre compte que les observations de la parallaxe solaire d'une planète (plus idéalement en utilisant le transit de Vénus) pourraient être utilisées pour déterminer trigonométriquement les distances entre la Terre, Vénus et le Soleil. [15] En 1705, Halley s'est rendu compte que les observations répétées d'une comète étaient du même objet, revenant régulièrement une fois tous les 75-76 ans. C'était la première preuve que quoi que ce soit d'autre que les planètes tournaient autour du Soleil, [16] bien que cela ait été théorisé sur les comètes au 1er siècle par Sénèque. [17] Vers 1704, le terme « Système solaire » est apparu pour la première fois en anglais. [18] En 1838, Friedrich Bessel a mesuré avec succès une parallaxe stellaire, un changement apparent dans la position d'une étoile créée par le mouvement de la Terre autour du Soleil, fournissant la première preuve expérimentale directe d'héliocentrisme. [19] Les améliorations de l'astronomie d'observation et l'utilisation d'engins spatiaux sans équipage ont permis depuis l'enquête détaillée d'autres corps en orbite autour du Soleil.

Le composant principal du système solaire est le Soleil, une étoile de la séquence principale G2 qui contient 99,86% de la masse connue du système et le domine gravitationnellement.[20] Les quatre plus grands corps en orbite du Soleil, les planètes géantes, représentent 99% de la masse restante, Jupiter et Saturne comprenant ensemble plus de 90%. Les objets restants du système solaire (y compris les quatre planètes telluriques, les planètes naines, les lunes, les astéroïdes et les comètes) représentent ensemble moins de 0,002 % de la masse totale du système solaire. [g]

La plupart des gros objets en orbite autour du Soleil se trouvent près du plan de l'orbite terrestre, connu sous le nom d'écliptique. Les planètes sont très proches de l'écliptique, alors que les comètes et les objets de la ceinture de Kuiper sont fréquemment à des angles nettement plus grands par rapport à celle-ci. [24] [25] À la suite de la formation du système solaire, les planètes (et la plupart des autres objets) orbitent autour du soleil dans la même direction que le soleil tourne (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, vu du pôle nord de la Terre). [26] Il y a des exceptions, comme la comète de Halley. La plupart des plus grandes lunes orbitent autour de leurs planètes dans ce prograde direction (avec Triton étant le plus grand rétrograde exception) et la plupart des objets plus gros tournent eux-mêmes dans la même direction (Vénus étant un rétrograde exception).

La structure globale des régions cartographiées du système solaire se compose du Soleil, de quatre planètes intérieures relativement petites entourées d'une ceinture d'astéroïdes principalement rocheux et de quatre planètes géantes entourées par la ceinture de Kuiper d'objets principalement glacés. Les astronomes divisent parfois de manière informelle cette structure en régions distinctes. Le système solaire interne comprend les quatre planètes telluriques et la ceinture d'astéroïdes. Le système solaire extérieur est au-delà des astéroïdes, y compris les quatre planètes géantes. [27] Depuis la découverte de la ceinture de Kuiper, les parties les plus externes du système solaire sont considérées comme une région distincte composée des objets au-delà de Neptune. [28]

La plupart des planètes du système solaire ont leurs propres systèmes secondaires, mis en orbite par des objets planétaires appelés satellites naturels ou lunes (dont deux, Titan et Ganymède, sont plus grandes que la planète Mercure). Les quatre planètes géantes ont des anneaux planétaires, de fines bandes de minuscules particules qui les orbitent à l'unisson. La plupart des plus gros satellites naturels sont en rotation synchrone, avec une face tournée en permanence vers leur parent. [29]

Les lois du mouvement planétaire de Kepler décrivent les orbites des objets autour du Soleil. Suivant les lois de Kepler, chaque objet se déplace le long d'une ellipse avec le Soleil à un foyer. Les objets plus proches du Soleil (avec des demi-grands axes plus petits) voyagent plus rapidement car ils sont plus affectés par la gravité du Soleil. Sur une orbite elliptique, la distance d'un corps au Soleil varie au cours de son année. L'approche la plus proche d'un corps vers le Soleil s'appelle son périhélie, tandis que son point le plus éloigné du Soleil s'appelle son aphélie. Les orbites des planètes sont presque circulaires, mais de nombreuses comètes, astéroïdes et objets de la ceinture de Kuiper suivent des orbites hautement elliptiques. Les positions des corps dans le système solaire peuvent être prédites à l'aide de modèles numériques.

Bien que le Soleil domine le système en masse, il ne représente qu'environ 2% du moment angulaire. [30] [31] Les planètes, dominées par Jupiter, représentent la majeure partie du reste du moment angulaire en raison de la combinaison de leur masse, orbite et distance du Soleil, avec une contribution peut-être significative des comètes. [30]

Le Soleil, qui comprend presque toute la matière du système solaire, est composé d'environ 98% d'hydrogène et d'hélium. [32] Jupiter et Saturne, qui comprennent presque toute la matière restante, sont également principalement composés d'hydrogène et d'hélium. [33] [34] Un gradient de composition existe dans le système solaire, créé par la chaleur et la pression lumineuse du Soleil. Ces objets plus proches du Soleil, qui sont plus affectés par la chaleur et la pression lumineuse, sont composés d'éléments avec des points de fusion élevés. Les objets plus éloignés du Soleil sont composés en grande partie de matériaux avec des points de fusion plus bas. [35] La limite dans le système solaire au-delà de laquelle ces substances volatiles pourraient se condenser est connue sous le nom de ligne de gel, et elle se situe à environ 5 UA du Soleil. [4]

Les objets du système solaire interne sont principalement composés de roches, [36] le nom collectif des composés à haut point de fusion, tels que les silicates, le fer ou le nickel, qui sont restés solides dans presque toutes les conditions dans la nébuleuse protoplanétaire. [37] Jupiter et Saturne sont principalement composés de gaz, terme astronomique désignant des matériaux à point de fusion extrêmement bas et à pression de vapeur élevée, tels que l'hydrogène, l'hélium et le néon, qui étaient toujours en phase gazeuse dans la nébuleuse. [37] Les glaces, comme l'eau, le méthane, l'ammoniac, le sulfure d'hydrogène et le dioxyde de carbone, [36] ont des points de fusion allant jusqu'à quelques centaines de kelvins. [37] Ils peuvent être trouvés sous forme de glace, de liquide ou de gaz à divers endroits du système solaire, alors que dans la nébuleuse, ils étaient soit en phase solide, soit en phase gazeuse. [37] Les substances glacées comprennent la majorité des satellites des planètes géantes, ainsi que la plupart d'Uranus et de Neptune (les soi-disant "géantes de glace") et les nombreux petits objets qui se trouvent au-delà de l'orbite de Neptune. [36] [38] Ensemble, les gaz et les glaces sont appelés volatiles. [39]

Distances et échelles

La distance de la Terre au Soleil est de 1 unité astronomique [AU] (150 000 000 km 93 000 000 mi). A titre de comparaison, le rayon du Soleil est de 0,0047 UA (700 000 km). Ainsi, le Soleil occupe 0,00001 % (10 −5 %) du volume d'une sphère avec un rayon de la taille de l'orbite terrestre, alors que le volume de la Terre est environ un millionième (10 −6 ) de celui du Soleil. Jupiter, la plus grande planète, est à 5,2 unités astronomiques (780 000 000 km) du Soleil et a un rayon de 71 000 km (0,00047 UA), tandis que la planète la plus éloignée, Neptune, est à 30 UA (4,5 × 10 9 km) du Soleil .

À quelques exceptions près, plus une planète ou une ceinture est éloignée du Soleil, plus la distance entre son orbite et l'orbite de l'objet le plus proche du Soleil est grande. Par exemple, Vénus est à environ 0,33 UA plus éloignée du Soleil que Mercure, tandis que Saturne est à 4,3 UA de Jupiter et Neptune se trouve à 10,5 UA d'Uranus. Des tentatives ont été faites pour déterminer une relation entre ces distances orbitales (par exemple, la loi de Titius-Bode), [40] mais aucune théorie de ce type n'a été acceptée.

Certains modèles du système solaire tentent de transmettre les échelles relatives impliquées dans le système solaire en termes humains. Certains sont à petite échelle (et peuvent être mécaniques, appelés « orreries »), tandis que d'autres s'étendent à travers les villes ou les régions. [41] Le plus grand modèle à l'échelle de ce type, le système solaire suédois, utilise le globe Ericsson de 110 mètres (361 pieds) à Stockholm comme soleil de remplacement, et, suivant l'échelle, Jupiter est une sphère de 7,5 mètres (25 pieds) à l'aéroport de Stockholm Arlanda, à 40 km (25 mi), tandis que l'objet actuel le plus éloigné, Sedna, est une sphère de 10 cm (4 in) à Luleå, à 912 km (567 mi). [42] [43]

Si la distance Soleil-Neptune est réduite à 100 mètres, alors le Soleil aurait un diamètre d'environ 3 cm (environ les deux tiers du diamètre d'une balle de golf), les planètes géantes seraient toutes inférieures à environ 3 mm et le diamètre de la Terre ainsi que celui des autres planètes terrestres serait plus petit qu'une puce (0,3 mm) à cette échelle. [44]

Distances de certains corps du système solaire au Soleil. Les bords gauche et droit de chaque barre correspondent respectivement au périhélie et à l'aphélie du corps, les longues barres dénotent donc une excentricité orbitale élevée. Le rayon du Soleil est de 0,7 million de km, et le rayon de Jupiter (la plus grande planète) est de 0,07 million de km, tous deux trop petits pour être résolus sur cette image.

Le système solaire s'est formé il y a 4,568 milliards d'années à partir de l'effondrement gravitationnel d'une région au sein d'un grand nuage moléculaire. [h] Ce nuage initial avait probablement plusieurs années-lumière de diamètre et a probablement donné naissance à plusieurs étoiles. [46] Comme c'est typique des nuages ​​moléculaires, celui-ci se composait principalement d'hydrogène, avec un peu d'hélium et de petites quantités d'éléments plus lourds fusionnés par les générations précédentes d'étoiles. Alors que la région qui allait devenir le système solaire, connue sous le nom de nébuleuse pré-solaire, [47] s'est effondrée, la conservation du moment angulaire l'a fait tourner plus rapidement. Le centre, où la majeure partie de la masse s'est accumulée, est devenu de plus en plus chaud que le disque environnant. [46] Au fur et à mesure que la nébuleuse en contraction tournait plus vite, elle a commencé à s'aplatir en un disque protoplanétaire d'un diamètre d'environ 200 UA [46] et une protoétoile chaude et dense au centre. [48] ​​[49] Les planètes formées par accrétion à partir de ce disque, [50] dans lesquelles la poussière et le gaz s'attiraient gravitationnellement, fusionnant pour former des corps toujours plus grands. Des centaines de protoplanètes ont peut-être existé au début du système solaire, mais elles ont fusionné ou ont été détruites, laissant les planètes, les planètes naines et les restes de corps mineurs. [51]

En raison de leurs points d'ébullition plus élevés, seuls les métaux et les silicates pourraient exister sous forme solide dans le système solaire interne chaud proche du Soleil, et ceux-ci formeraient éventuellement les planètes rocheuses de Mercure, Vénus, Terre et Mars. Parce que les éléments métalliques ne constituaient qu'une très petite fraction de la nébuleuse solaire, les planètes telluriques ne pouvaient pas devenir très grandes. Les planètes géantes (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune) ont formé plus loin, au-delà de la ligne de gel, le point entre les orbites de Mars et de Jupiter où la matière est suffisamment froide pour que les composés glacés volatils restent solides. Les glaces qui ont formé ces planètes étaient plus abondantes que les métaux et les silicates qui ont formé les planètes intérieures terrestres, leur permettant de devenir suffisamment massives pour capturer de grandes atmosphères d'hydrogène et d'hélium, les éléments les plus légers et les plus abondants. Les débris restants qui ne sont jamais devenus des planètes se sont rassemblés dans des régions telles que la ceinture d'astéroïdes, la ceinture de Kuiper et le nuage d'Oort. [51] Le modèle de Nice est une explication de la création de ces régions et de la façon dont les planètes extérieures ont pu se former dans différentes positions et migrer vers leurs orbites actuelles à travers diverses interactions gravitationnelles. [53]

En moins de 50 millions d'années, la pression et la densité de l'hydrogène au centre de la protoétoile sont devenues suffisamment élevées pour qu'elle commence la fusion thermonucléaire. [54] La température, la vitesse de réaction, la pression et la densité ont augmenté jusqu'à ce que l'équilibre hydrostatique soit atteint : la pression thermique était égale à la force de gravité. À ce stade, le Soleil est devenu une étoile de la séquence principale. [55] La phase de la séquence principale, du début à la fin, durera environ 10 milliards d'années pour le Soleil contre environ deux milliards d'années pour toutes les autres phases de la vie pré-reste du Soleil combinées. [56] Le vent solaire du Soleil a créé l'héliosphère et a balayé le gaz et la poussière restants du disque protoplanétaire dans l'espace interstellaire, mettant fin au processus de formation planétaire. Le Soleil devient de plus en plus brillant au début de sa vie dans sa séquence principale, sa luminosité était 70 % de ce qu'elle est aujourd'hui. [57]

Le système solaire restera à peu près tel que nous le connaissons aujourd'hui jusqu'à ce que l'hydrogène dans le noyau du Soleil soit entièrement converti en hélium, ce qui se produira dans environ 5 milliards d'années. Cela marquera la fin de la vie de la séquence principale du Soleil. À ce moment-là, le noyau du Soleil se contractera avec la fusion d'hydrogène se produisant le long d'une enveloppe entourant l'hélium inerte, et la production d'énergie sera beaucoup plus importante qu'aujourd'hui. Les couches externes du Soleil s'étendront jusqu'à environ 260 fois son diamètre actuel, et le Soleil deviendra une géante rouge. En raison de sa surface considérablement augmentée, la surface du Soleil sera considérablement plus froide (2 600 K à son plus froid) qu'elle ne l'est sur la séquence principale. [56] Le Soleil en expansion devrait vaporiser Mercure et rendre la Terre inhabitable. Finalement, le cœur sera suffisamment chaud pour la fusion de l'hélium, le Soleil brûlera de l'hélium pendant une fraction du temps où il brûlait de l'hydrogène dans le cœur. Le Soleil n'est pas assez massif pour commencer la fusion d'éléments plus lourds, et les réactions nucléaires dans le noyau vont diminuer. Ses couches externes s'éloigneront dans l'espace, laissant une naine blanche, un objet extraordinairement dense, la moitié de la masse originale du Soleil mais seulement la taille de la Terre. [58] Les couches externes éjectées formeront ce qu'on appelle une nébuleuse planétaire, renvoyant une partie de la matière qui a formé le Soleil - mais maintenant enrichie d'éléments plus lourds comme le carbone - au milieu interstellaire.

Le Soleil est l'étoile du système solaire et de loin sa composante la plus massive. Sa grande masse (332 900 masses terrestres), [59] qui comprend 99,86% de toute la masse du système solaire, [60] produit des températures et des densités dans son noyau suffisamment élevées pour maintenir la fusion nucléaire de l'hydrogène en hélium, ce qui en fait un principal -étoile de séquence. [61] Cela libère une énorme quantité d'énergie, principalement rayonnée dans l'espace sous forme de rayonnement électromagnétique culminant dans la lumière visible. [62]

Le Soleil est une étoile de la séquence principale de type G2. Les étoiles plus chaudes de la séquence principale sont plus lumineuses. La température du Soleil est intermédiaire entre celle des étoiles les plus chaudes et celle des étoiles les plus froides. Les étoiles plus brillantes et plus chaudes que le Soleil sont rares, tandis que les étoiles sensiblement plus sombres et plus froides, appelées naines rouges, représentent 85 % des étoiles de la Voie lactée. [63] [64]

Le Soleil est une étoile de la population I, il a une plus grande abondance d'éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium ("métaux" dans le jargon astronomique) que les étoiles plus anciennes de la population II. [65] Des éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium se sont formés dans les noyaux d'étoiles anciennes et en explosion, de sorte que la première génération d'étoiles a dû mourir avant que l'univers puisse être enrichi de ces atomes. Les étoiles les plus anciennes contiennent peu de métaux, tandis que les étoiles nées plus tard en ont plus. On pense que cette métallicité élevée a été cruciale pour le développement d'un système planétaire par le Soleil, car les planètes se forment à partir de l'accrétion de « métaux ». [66]

La grande majorité du système solaire est constituée d'un quasi-vide connu sous le nom de milieu interplanétaire. Avec la lumière, le Soleil émet un flux continu de particules chargées (un plasma) connu sous le nom de vent solaire. Ce flux de particules s'étend vers l'extérieur à environ 1,5 million de kilomètres par heure, [67] créant une atmosphère ténue qui imprègne le milieu interplanétaire jusqu'à au moins 100 UA (voir § Héliosphère). [68] L'activité à la surface du Soleil, comme les éruptions solaires et les éjections de masse coronale, perturbe l'héliosphère, créant une météo spatiale et provoquant des tempêtes géomagnétiques. [69] La plus grande structure dans l'héliosphère est la nappe de courant héliosphérique, une forme en spirale créée par les actions du champ magnétique tournant du Soleil sur le milieu interplanétaire. [70] [71]

Le champ magnétique de la Terre empêche son atmosphère d'être emportée par le vent solaire. [72] Vénus et Mars n'ont pas de champs magnétiques et, par conséquent, le vent solaire fait que leurs atmosphères saignent progressivement dans l'espace. [73] Des éjections de masse coronale et des événements similaires soufflent un champ magnétique et d'énormes quantités de matière de la surface du Soleil. L'interaction de ce champ magnétique et de ce matériau avec le champ magnétique terrestre achemine des particules chargées dans la haute atmosphère terrestre, où ses interactions créent des aurores observées près des pôles magnétiques.

L'héliosphère et les champs magnétiques planétaires (pour les planètes qui en possèdent) protègent partiellement le système solaire des particules interstellaires de haute énergie appelées rayons cosmiques. La densité des rayons cosmiques dans le milieu interstellaire et la force du champ magnétique du Soleil changent sur de très longues échelles de temps, de sorte que le niveau de pénétration des rayons cosmiques dans le système solaire varie, mais de combien est inconnu. [74]

Le milieu interplanétaire abrite au moins deux régions en forme de disque de poussière cosmique. Le premier, le nuage de poussière zodiacal, se trouve dans le système solaire interne et provoque la lumière zodiacale. Il a probablement été formé par des collisions au sein de la ceinture d'astéroïdes provoquées par des interactions gravitationnelles avec les planètes. [75] Le deuxième nuage de poussière s'étend d'environ 10 UA à environ 40 UA et a probablement été créé par des collisions similaires dans la ceinture de Kuiper. [76] [77]

Le Système solaire interne est la région comprenant les planètes telluriques et la ceinture d'astéroïdes. [78] Composés principalement de silicates et de métaux, les objets du système solaire interne sont relativement proches du Soleil, le rayon de toute cette région est inférieur à la distance entre les orbites de Jupiter et de Saturne. Cette région est également à l'intérieur de la ligne de gel, qui est à un peu moins de 5 UA (environ 700 millions de km) du Soleil. [79]

Planètes intérieures

Les quatre terrestres ou Planètes intérieures ont des compositions denses et rocheuses, peu ou pas de lunes et aucun système d'anneaux. Ils sont composés en grande partie de minéraux réfractaires tels que les silicates - qui forment leurs croûtes et manteaux - et de métaux tels que le fer et le nickel qui forment leurs noyaux. Trois des quatre planètes intérieures (Vénus, Terre et Mars) ont des atmosphères suffisamment importantes pour générer des conditions météorologiques, toutes ont des cratères d'impact et des caractéristiques de surface tectoniques, telles que des vallées de faille et des volcans. Le terme planète intérieure ne doit pas être confondu avec planète inférieure, qui désigne les planètes plus proches du Soleil que la Terre (c'est-à-dire Mercure et Vénus).

Mercure

Mercure (0,4 UA du Soleil) est la planète la plus proche du Soleil et en moyenne, les sept autres planètes. [80] [81] La plus petite planète du système solaire (0,055 M ), Mercure n'a pas de satellites naturels. Outre les cratères d'impact, ses seules caractéristiques géologiques connues sont des crêtes lobées ou des rupes qui ont probablement été produites par une période de contraction au début de son histoire. [82] L'atmosphère très ténue de Mercure est constituée d'atomes projetés de sa surface par le vent solaire. [83] Son noyau de fer relativement grand et son manteau mince n'ont pas encore été suffisamment expliqués. Les hypothèses incluent que ses couches externes ont été arrachées par un impact géant, ou qu'il a été empêché de s'accréter complètement par l'énergie du jeune Soleil. [84] [85]

Vénus

Vénus (0,7 UA du Soleil) est proche en taille de la Terre (0,815 M ) et, comme la Terre, possède un épais manteau de silicate autour d'un noyau de fer, une atmosphère substantielle et des preuves d'une activité géologique interne. Elle est beaucoup plus sèche que la Terre et son atmosphère est quatre-vingt-dix fois plus dense. Vénus n'a pas de satellites naturels. C'est la planète la plus chaude, avec des températures de surface supérieures à 400 °C (752 °F), probablement en raison de la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. [86] Aucune preuve définitive de l'activité géologique actuelle n'a été détectée sur Vénus, mais elle n'a pas de champ magnétique qui empêcherait l'épuisement de son atmosphère substantielle, ce qui suggère que son atmosphère est reconstituée par des éruptions volcaniques. [87]

Terre

La Terre (1 UA du Soleil) est la plus grande et la plus dense des planètes intérieures, la seule connue pour avoir une activité géologique actuelle et le seul endroit où la vie existe. [88] Son hydrosphère liquide est unique parmi les planètes telluriques, et c'est la seule planète où la tectonique des plaques a été observée.L'atmosphère terrestre est radicalement différente de celle des autres planètes, ayant été altérée par la présence de la vie pour contenir 21% d'oxygène libre. [89] Il possède un satellite naturel, la Lune, le seul grand satellite d'une planète terrestre du système solaire.

Mars (1,5 UA du Soleil) est plus petite que la Terre et Vénus (0,107 M ). Son atmosphère est principalement composée de dioxyde de carbone avec une pression à la surface de 6,1 millibars (environ 0,6 % de celle de la Terre). [90] Sa surface, parsemée de vastes volcans, tels que Olympus Mons, et de vallées de faille, telles que Valles Marineris, montre une activité géologique qui peut avoir persisté jusqu'à il y a 2 millions d'années. [91] Sa couleur rouge provient de l'oxyde de fer (rouille) dans son sol. [92] Mars possède deux minuscules satellites naturels (Deimos et Phobos) que l'on pense être des astéroïdes capturés [93] ou des débris éjectés d'un impact massif au début de l'histoire de Mars. [94]

Ceinture d'astéroïdes

  • soleil
  • chevaux de Troie Jupiter
  • Orbite planétaire
  • Ceinture d'astéroïdes
  • Astéroïdes Hilda
  • NEO(sélection)

Les astéroïdes, à l'exception du plus gros, Cérès, sont classés comme de petits corps du système solaire [f] et sont composés principalement de minéraux rocheux et métalliques réfractaires, avec un peu de glace. [95] [96] Ils varient de quelques mètres à des centaines de kilomètres. Les astéroïdes de moins d'un mètre sont généralement appelés météoroïdes et micrométéoroïdes (de la taille d'un grain), selon des définitions différentes et quelque peu arbitraires.

La ceinture d'astéroïdes occupe l'orbite entre Mars et Jupiter, entre 2,3 et 3,3 UA du Soleil. On pense qu'il s'agit de vestiges de la formation du système solaire qui n'ont pas réussi à fusionner en raison de l'interférence gravitationnelle de Jupiter. [97] La ​​ceinture d'astéroïdes contient des dizaines de milliers, voire des millions, d'objets de plus d'un kilomètre de diamètre. [98] Malgré cela, il est peu probable que la masse totale de la ceinture d'astéroïdes dépasse le millième de celle de la Terre. [23] La ceinture d'astéroïdes est un vaisseau spatial très peu peuplé qui passe régulièrement sans incident. [99]

Cérès

Cérès (2,77 UA) est le plus gros astéroïde, une protoplanète et une planète naine. [f] Il a un diamètre légèrement inférieur à 1000 km et une masse suffisamment grande pour que sa propre gravité le tire dans une forme sphérique. Cérès était considérée comme une planète lorsqu'elle a été découverte en 1801 et a été reclassée en astéroïde dans les années 1850, car d'autres observations ont révélé d'autres astéroïdes. [100] Elle a été classée comme planète naine en 2006 lorsque la définition d'une planète a été créée.

Groupes d'astéroïdes

Les astéroïdes de la ceinture d'astéroïdes sont divisés en groupes et familles d'astéroïdes en fonction de leurs caractéristiques orbitales. Les lunes astéroïdes sont des astéroïdes qui orbitent autour d'astéroïdes plus gros. Elles ne se distinguent pas aussi clairement que les lunes planétaires, étant parfois presque aussi grandes que leurs partenaires. La ceinture d'astéroïdes contient également des comètes de la ceinture principale, qui pourraient avoir été la source d'eau de la Terre. [101]

Les chevaux de Troie de Jupiter sont situés dans l'un des L de Jupiter4 ou L5 points (régions gravitationnellement stables menant et suivant une planète sur son orbite) le terme troyen est également utilisé pour les petits corps dans tout autre point de Lagrange planétaire ou satellite. Les astéroïdes Hilda sont en résonance 2:3 avec Jupiter, c'est-à-dire qu'ils font trois fois le tour du Soleil toutes les deux orbites de Jupiter. [102]

Le système solaire interne contient également des astéroïdes proches de la Terre, dont beaucoup traversent les orbites des planètes internes. [103] Certains d'entre eux sont des objets potentiellement dangereux.

La région externe du système solaire abrite les planètes géantes et leurs grandes lunes. Les centaures et de nombreuses comètes à courte période orbitent également dans cette région. En raison de leur plus grande distance du Soleil, les objets solides du système solaire externe contiennent une proportion plus élevée de substances volatiles, telles que l'eau, l'ammoniac et le méthane que ceux du système solaire interne, car les températures plus basses permettent à ces composés de rester solides. [51]

Planètes extérieures

Les quatre planètes extérieures, ou planètes géantes (parfois appelées planètes joviennes), représentent collectivement 99% de la masse connue en orbite autour du Soleil. [g] Jupiter et Saturne ont ensemble plus de 400 fois la masse de la Terre et se composent majoritairement des gaz hydrogène et hélium, d'où leur désignation de géantes gazeuses. [104] Uranus et Neptune sont beaucoup moins massifs—moins de 20 masses terrestres ( M ) chacun—et sont principalement composés de glaces. Pour ces raisons, certains astronomes suggèrent qu'ils appartiennent à leur propre catégorie, les géantes de glace. [105] Les quatre planètes géantes ont des anneaux, bien que seul le système d'anneaux de Saturne soit facilement observé depuis la Terre. Le terme planète supérieure désigne les planètes en dehors de l'orbite terrestre et comprend donc à la fois les planètes extérieures et Mars.

Jupiter

Jupiter (5,2 UA), à 318 M , est 2,5 fois la masse de toutes les autres planètes réunies. Il est composé en grande partie d'hydrogène et d'hélium. La forte chaleur interne de Jupiter crée des caractéristiques semi-permanentes dans son atmosphère, telles que des bandes nuageuses et la Grande Tache Rouge. Jupiter a 79 satellites connus. Les quatre plus grandes, Ganymède, Callisto, Io et Europe, présentent des similitudes avec les planètes terrestres, telles que le volcanisme et le chauffage interne. [106] Ganymède, le plus gros satellite du système solaire, est plus gros que Mercure.

Saturne

Saturne (9,5 UA), qui se distingue par son vaste système d'anneaux, présente plusieurs similitudes avec Jupiter, telles que sa composition atmosphérique et sa magnétosphère. Bien que Saturne ait 60% du volume de Jupiter, il est moins d'un tiers aussi massif, à 95 M . Saturne est la seule planète du système solaire qui est moins dense que l'eau. [107] Les anneaux de Saturne sont constitués de petites particules de glace et de roche. Saturne possède 82 satellites confirmés composés en grande partie de glace. Deux d'entre eux, Titan et Encelade, montrent des signes d'activité géologique. [108] Titan, la deuxième plus grande lune du système solaire, est plus grande que Mercure et le seul satellite du système solaire avec une atmosphère substantielle.

Uranus

Uranus (19,2 UA), à 14 M , est la plus légère des planètes extérieures. Unique parmi les planètes, elle orbite autour du Soleil sur le côté, son inclinaison axiale est supérieure à quatre-vingt-dix degrés par rapport à l'écliptique. Elle a un noyau beaucoup plus froid que les autres planètes géantes et émet très peu de chaleur dans l'espace. [109] Uranus a 27 satellites connus, les plus grands étant Titania, Oberon, Umbriel, Ariel et Miranda. [110]

Neptune

Neptune ( 30,1 UA ), quoique légèrement plus petite qu'Uranus, est plus massive (17 M ) et donc plus dense. Il rayonne plus de chaleur interne, mais pas autant que Jupiter ou Saturne. [111] Neptune a 14 satellites connus. Le plus grand, Triton, est géologiquement actif, avec des geysers d'azote liquide. [112] Triton est le seul grand satellite à orbite rétrograde. Neptune est accompagné dans son orbite par plusieurs planètes mineures, appelées chevaux de Troie Neptune, qui sont en résonance 1:1 avec elle.

Centaures

Les centaures sont des corps glacés ressemblant à des comètes dont les orbites ont des axes semi-grands supérieurs à ceux de Jupiter (5,5 UA) et inférieurs à ceux de Neptune (30 UA). Le plus grand centaure connu, 10199 Chariklo, a un diamètre d'environ 250 km. [113] Le premier centaure découvert, 2060 Chiron, a également été classé comme une comète (95P) car il développe un coma tout comme le font les comètes lorsqu'elles s'approchent du Soleil. [114]

Les comètes sont de petits corps du système solaire, [f] généralement seulement quelques kilomètres de diamètre, composés en grande partie de glaces volatiles. Ils ont des orbites très excentriques, généralement un périhélie dans les orbites des planètes intérieures et un aphélie bien au-delà de Pluton. Lorsqu'une comète pénètre dans le système solaire interne, sa proximité avec le Soleil fait que sa surface glacée se sublime et s'ionise, créant un coma : une longue queue de gaz et de poussière souvent visible à l'œil nu.

Les comètes à courte période ont des orbites qui durent moins de deux cents ans. Les comètes à longue période ont des orbites qui durent des milliers d'années. On pense que les comètes à courte période sont originaires de la ceinture de Kuiper, tandis que les comètes à longue période, telles que Hale-Bopp, sont censées provenir du nuage d'Oort. De nombreux groupes de comètes, tels que les Kreutz Sungrazers, se sont formés à partir de la rupture d'un parent unique. [115] Certaines comètes avec des orbites hyperboliques peuvent provenir de l'extérieur du système solaire, mais déterminer leurs orbites précises est difficile. [116] Les vieilles comètes dont les volatiles ont été pour la plupart chassées par le réchauffement solaire sont souvent classées dans la catégorie des astéroïdes. [117]

Au-delà de l'orbite de Neptune se trouve la zone de la "région transneptunienne", avec la ceinture de Kuiper en forme de beignet, foyer de Pluton et de plusieurs autres planètes naines, et un disque superposé d'objets dispersés, qui est incliné vers le plan de la Système solaire et s'étend beaucoup plus loin que la ceinture de Kuiper. Toute la région est encore largement inexplorée. Il semble se composer majoritairement de plusieurs milliers de petits mondes - le plus grand ayant un diamètre seulement un cinquième de celui de la Terre et une masse bien inférieure à celle de la Lune - composés principalement de roche et de glace. Cette région est parfois décrite comme la "troisième zone du système solaire", renfermant le système solaire interne et externe. [118]

Ceinture de Kuiper

  • soleil
  • chevaux de Troie Jupiter
  • Planètes géantes
  • Ceinture de Kuiper
  • Disque épars
  • chevaux de Troie Neptune

La ceinture de Kuiper est un grand anneau de débris semblable à la ceinture d'astéroïdes, mais constitué principalement d'objets composés principalement de glace. [119] Elle s'étend entre 30 et 50 UA du Soleil. Bien qu'il soit estimé qu'il contienne des dizaines à des milliers de planètes naines, il est principalement composé de petits corps du système solaire. Bon nombre des plus grands objets de la ceinture de Kuiper, tels que Quaoar, Varuna et Orcus, peuvent s'avérer être des planètes naines avec des données supplémentaires. On estime qu'il y a plus de 100 000 objets de la ceinture de Kuiper d'un diamètre supérieur à 50 km, mais la masse totale de la ceinture de Kuiper ne représenterait qu'un dixième voire un centième de la masse de la Terre. [22] De nombreux objets de la ceinture de Kuiper ont plusieurs satellites, [120] et la plupart ont des orbites qui les emmènent en dehors du plan de l'écliptique. [121]

La ceinture de Kuiper peut être grossièrement divisée en la ceinture "classique" et les résonances. [119] Les résonances sont des orbites liées à celle de Neptune (par exemple deux fois pour trois orbites de Neptune, ou une fois pour deux). La première résonance commence dans l'orbite de Neptune elle-même. La ceinture classique se compose d'objets n'ayant aucune résonance avec Neptune et s'étend d'environ 39,4 UA à 47,7 UA. [122] Les membres de la ceinture de Kuiper classique sont classés comme cubewanos, après le premier du genre à être découvert, 15760 Albion (qui avait auparavant la désignation provisoire 1992 QB1) et sont toujours sur des orbites quasi primordiales à faible excentricité. [123]

Pluton et Charon

La planète naine Pluton (avec une orbite moyenne de 39 UA) est le plus grand objet connu de la ceinture de Kuiper. Lorsqu'elle a été découverte en 1930, elle était considérée comme la neuvième planète. Cela a changé en 2006 avec l'adoption d'une définition formelle de la planète. Pluton a une orbite relativement excentrique inclinée de 17 degrés par rapport au plan de l'écliptique et allant de 29,7 UA du Soleil au périhélie (dans l'orbite de Neptune) à 49,5 UA à l'aphélie. Pluton a une résonance 3:2 avec Neptune, ce qui signifie que Pluton orbite deux fois autour du Soleil toutes les trois orbites neptuniennes. Les objets de la ceinture de Kuiper dont les orbites partagent cette résonance sont appelés plutinos. [124]

Charon, la plus grande des lunes de Pluton, est parfois décrite comme faisant partie d'un système binaire avec Pluton, car les deux corps sont en orbite autour d'un barycentre de gravité au-dessus de leurs surfaces (c'est-à-dire qu'ils semblent « tourner l'un autour de l'autre »). Au-delà de Charon, quatre lunes beaucoup plus petites, Styx, Nix, Kerberos et Hydra, orbitent à l'intérieur du système.

Makemake et Haumea

Makemake (45,79 UA en moyenne), bien que plus petit que Pluton, est le plus grand objet connu dans le classique Ceinture de Kuiper (c'est-à-dire un objet de la ceinture de Kuiper qui n'est pas en résonance confirmée avec Neptune). Makemake est l'objet le plus brillant de la ceinture de Kuiper après Pluton. Un comité de nom lui a été assigné dans l'espoir qu'il s'agirait d'une planète naine en 2008. [6] Son orbite est bien plus inclinée que celle de Pluton, à 29°. [125]

Haumea (43,13 UA en moyenne) est sur une orbite similaire à Makemake, sauf qu'elle est en résonance orbitale temporaire à 7h12 avec Neptune. [126] Elle a été nommée dans la même attente qu'elle s'avérerait être une planète naine, bien que des observations ultérieures aient indiqué qu'elle pourrait ne pas être une planète naine après tout. [127]

Disque épars

Le disque dispersé, qui chevauche la ceinture de Kuiper mais s'étend jusqu'à environ 200 UA, serait à l'origine des comètes à courte période. On pense que les objets à disques dispersés ont été éjectés sur des orbites erratiques par l'influence gravitationnelle de la première migration vers l'extérieur de Neptune. La plupart des objets disques dispersés (SDO) ont des périhélies dans la ceinture de Kuiper mais des aphélies bien au-delà (certains à plus de 150 UA du Soleil). Les orbites des SDO sont également très inclinées par rapport au plan de l'écliptique et lui sont souvent presque perpendiculaires. Certains astronomes considèrent que le disque dispersé n'est qu'une autre région de la ceinture de Kuiper et décrivent les objets de disque dispersés comme des "objets dispersés de la ceinture de Kuiper". [128] Certains astronomes classent aussi les centaures comme des objets de la ceinture de Kuiper dispersés vers l'intérieur avec les résidents dispersés vers l'extérieur du disque dispersé. [129]

Eris (avec une orbite moyenne de 68 UA) est le plus grand objet disque dispersé connu, et a provoqué un débat sur ce qui constitue une planète, car il est 25 % plus massif que Pluton [130] et à peu près du même diamètre. C'est la plus massive des planètes naines connues. Il a une lune connue, Dysnomia. Comme Pluton, son orbite est très excentrique, avec un périhélie de 38,2 UA (environ la distance de Pluton au Soleil) et un aphélie de 97,6 UA, et fortement inclinée par rapport au plan de l'écliptique.

Le point auquel le système solaire se termine et où commence l'espace interstellaire n'est pas défini avec précision car ses limites extérieures sont façonnées par deux forces, le vent solaire et la gravité du soleil. La limite de l'influence du vent solaire est d'environ quatre fois la distance de Pluton au Soleil ce héliopause, la limite extérieure de l'héliosphère, est considérée comme le début du milieu interstellaire. [68] On pense que la sphère de la Colline du Soleil, la portée effective de sa dominance gravitationnelle, s'étend jusqu'à mille fois plus loin et englobe l'hypothétique nuage d'Oort. [131]

Héliosphère

L'héliosphère est une bulle de vent stellaire, une région de l'espace dominée par le Soleil, dans laquelle elle rayonne son vent solaire à environ 400 km/s, un flux de particules chargées, jusqu'à ce qu'elle entre en collision avec le vent du milieu interstellaire.

La collision se produit au choc de terminaison, qui est à environ 80-100 UA du Soleil au vent du milieu interstellaire et à environ 200 UA du Soleil sous le vent. [132] Ici, le vent ralentit considérablement, se condense et devient plus turbulent, [132] formant une grande structure ovale connue sous le nom de héliogaine. On pense que cette structure ressemble et se comporte beaucoup comme la queue d'une comète, s'étendant vers l'extérieur sur 40 UA supplémentaires du côté au vent, mais se prolongeant plusieurs fois par rapport à la distance sous le vent. Cassini et le vaisseau spatial Interstellar Boundary Explorer a suggéré qu'il est forcé à prendre la forme d'une bulle par l'action contraignante du champ magnétique interstellaire. [133]

La limite extérieure de l'héliosphère, la héliopause, est le point auquel le vent solaire se termine finalement et est le début de l'espace interstellaire. [68] Voyageur 1 et Voyageur 2 auraient passé le choc de terminaison et auraient pénétré dans l'héliogaine, respectivement à 94 et 84 UA du Soleil. [134] [135] Voyageur 1 aurait franchi l'héliopause en août 2012. [136]

La forme et la forme du bord extérieur de l'héliosphère sont probablement affectées par la dynamique des fluides des interactions avec le milieu interstellaire ainsi que par les champs magnétiques solaires dominants au sud, par ex. il est carrément formé avec l'hémisphère nord s'étendant 9 UA plus loin que l'hémisphère sud. [132] Au-delà de l'héliopause, à environ 230 UA, se trouve le choc de l'arc, un "sillage" de plasma laissé par le Soleil lors de son voyage dans la Voie lactée. [137]

  • Système solaire interne et Jupiter
  • Système solaire externe et Pluton
  • orbite de Sedna (objet détaché)
  • partie interne du nuage d'Oort

En raison d'un manque de données, les conditions dans l'espace interstellaire local ne sont pas connues avec certitude. On s'attend à ce que le vaisseau spatial Voyager de la NASA, en passant l'héliopause, transmette à la Terre des données précieuses sur les niveaux de rayonnement et le vent solaire. [138] La capacité de l'héliosphère à protéger le système solaire des rayons cosmiques est mal comprise. Une équipe financée par la NASA a développé un concept de "Mission Vision" dédiée à l'envoi d'une sonde dans l'héliosphère. [139] [140]

Objets détachés

90377 Sedna (avec une orbite moyenne de 520 UA) est un grand objet rougeâtre avec une orbite gigantesque et hautement elliptique qui le fait passer d'environ 76 UA au périhélie à 940 UA à l'aphélie et prend 11 400 ans à compléter. Mike Brown, qui a découvert l'objet en 2003, affirme qu'il ne peut pas faire partie du disque dispersé ou de la ceinture de Kuiper car son périhélie est trop éloigné pour avoir été affecté par la migration de Neptune. Lui et d'autres astronomes le considèrent comme le premier d'une population entièrement nouvelle, parfois appelée « objets détachés distants » (DDO), qui peut également inclure l'objet 2000 CR105 , qui a un périhélie de 45 UA, un aphélie de 415 UA et une période orbitale de 3 420 ans. [141] Brown appelle cette population le "nuage d'Oort intérieur" parce qu'il peut s'être formé par un processus similaire, bien qu'il soit beaucoup plus proche du Soleil. [142] Sedna est très probablement une planète naine, bien que sa forme reste à déterminer. Le deuxième objet détaché sans équivoque, avec un périhélie plus éloigné que celui de Sedna à environ 81 UA, est 2012 VP 113 , découvert en 2012. Son aphélie n'est que la moitié de celui de Sedna, à 400-500 UA. [143] [144]

Nuage d'Oort

Le nuage d'Oort est un nuage sphérique hypothétique contenant jusqu'à un billion d'objets glacés qui serait la source de toutes les comètes à longue période et entourerait le système solaire à environ 50 000 UA (environ 1 année-lumière (ly)), et peut-être jusqu'à 100 000 UA (1,87 ly). On pense qu'il est composé de comètes qui ont été éjectées du système solaire interne par des interactions gravitationnelles avec les planètes externes. Les objets du nuage d'Oort se déplacent très lentement et peuvent être perturbés par des événements peu fréquents, tels que des collisions, les effets gravitationnels d'une étoile qui passe, ou la marée galactique, la force de marée exercée par la Voie lactée. [145] [146]

Limites

Une grande partie du système solaire est encore inconnue. On estime que le champ gravitationnel du Soleil domine les forces gravitationnelles des étoiles environnantes jusqu'à environ deux années-lumière (125 000 UA). Les estimations inférieures pour le rayon du nuage d'Oort, en revanche, ne le placent pas plus loin que 50 000 UA.[147] Malgré des découvertes telles que Sedna, la région entre la ceinture de Kuiper et le nuage d'Oort, une zone de plusieurs dizaines de milliers d'UA de rayon, n'est toujours pratiquement pas cartographiée. Des études sont également en cours sur la région entre Mercure et le Soleil. [148] Des objets peuvent encore être découverts dans les régions inexplorées du système solaire.

Actuellement, les objets connus les plus éloignés, tels que la comète ouest, ont des aphélies à environ 70 000 UA du Soleil, mais à mesure que le nuage d'Oort devient mieux connu, cela peut changer.

Le système solaire est situé dans la Voie lactée, une galaxie spirale barrée d'un diamètre d'environ 100 000 années-lumière contenant plus de 100 milliards d'étoiles. [149] Le Soleil réside dans l'un des bras spiraux externes de la Voie Lactée, connu sous le nom de Bras Orion-Cygnus ou Éperon local. [150] Le Soleil se trouve à environ 26 660 années-lumière du Centre Galactique, [151] et sa vitesse autour du centre de la Voie Lactée est d'environ 247 km/s, de sorte qu'il effectue une révolution tous les 210 millions d'années. Cette révolution est connue comme l'année galactique du système solaire. [152] L'apex solaire, la direction du trajet du Soleil à travers l'espace interstellaire, est près de la constellation d'Hercule dans la direction de l'emplacement actuel de l'étoile brillante Vega. [153] Le plan de l'écliptique fait un angle d'environ 60° par rapport au plan galactique. [je]

L'emplacement du système solaire dans la Voie lactée est un facteur dans l'histoire évolutive de la vie sur Terre. Son orbite est presque circulaire et les orbites près du Soleil sont à peu près à la même vitesse que celle des bras spiraux. [155] [156] Par conséquent, le Soleil ne traverse que rarement les bras. Parce que les bras spiraux abritent une concentration beaucoup plus importante de supernovae, d'instabilités gravitationnelles et de rayonnements qui pourraient perturber le système solaire, cela a donné à la Terre de longues périodes de stabilité pour que la vie évolue. [155] Cependant, la position changeante du système solaire par rapport à d'autres parties de la Voie lactée pourrait expliquer des événements d'extinction périodiques sur Terre, selon l'hypothèse de Shiva ou des théories connexes. Le système solaire se trouve bien en dehors des environs bondés d'étoiles du centre galactique. Près du centre, les remorqueurs gravitationnels des étoiles proches pourraient perturber les corps du nuage d'Oort et envoyer de nombreuses comètes dans le système solaire interne, produisant des collisions aux implications potentiellement catastrophiques pour la vie sur Terre. Le rayonnement intense du centre galactique pourrait également interférer avec le développement de la vie complexe. [155] Même à l'emplacement actuel du système solaire, certains scientifiques ont émis l'hypothèse que les récentes supernovae pourraient avoir affecté négativement la vie au cours des 35 000 dernières années, en projetant des morceaux de noyau stellaire expulsé vers le Soleil, sous forme de grains de poussière radioactifs et de plus gros, ressemblant à des comètes. corps. [157]

Quartier

Le système solaire est dans le nuage interstellaire local ou le fluff local. On pense qu'il se trouve à proximité du G-Cloud voisin, mais on ne sait pas si le système solaire est intégré dans le nuage interstellaire local ou s'il se trouve dans la région où le nuage interstellaire local et le G-Cloud interagissent. [158] [159] Le nuage interstellaire local est une zone de nuage plus dense dans une région par ailleurs clairsemée connue sous le nom de bulle locale, une cavité en forme de sablier dans le milieu interstellaire d'environ 300 années-lumière (ly) de diamètre. La bulle est imprégnée de plasma à haute température, ce qui suggère qu'elle est le produit de plusieurs supernovae récentes. [160]

Il y a relativement peu d'étoiles à moins de dix années-lumière du Soleil. Le plus proche est le système d'étoiles triples Alpha Centauri, qui se trouve à environ 4,4 années-lumière. Alpha Centauri A et B sont une paire étroitement liée d'étoiles semblables au Soleil, tandis que la petite naine rouge, Proxima Centauri, orbite autour de la paire à une distance de 0,2 année-lumière. En 2016, il a été confirmé qu'une exoplanète potentiellement habitable était en orbite autour de Proxima Centauri, appelée Proxima Centauri b, l'exoplanète confirmée la plus proche du Soleil. [161] Les étoiles les plus proches du Soleil sont les naines rouges Barnard's Star (à 5,9 a), Wolf 359 (7,8 a) et Lalande 21185 (8,3 a).

La plus grande étoile à proximité est Sirius, une étoile brillante de la séquence principale à environ 8,6 années-lumière et environ deux fois la masse du Soleil et qui est orbitée par une naine blanche, Sirius B. Les naines brunes les plus proches sont le système binaire Luhman 16 à 6,6 lumière. -ans. Les autres systèmes à moins de dix années-lumière sont le système binaire naine rouge Luyten 726-8 (8,7 a) et la naine rouge solitaire Ross 154 (9,7 a). [162] L'étoile solitaire semblable au Soleil la plus proche du système solaire est Tau Ceti à 11,9 années-lumière. Il a environ 80% de la masse du Soleil mais seulement 60% de sa luminosité. [163] L'objet de masse planétaire flottant connu le plus proche du Soleil est WISE 0855-0714, [164] un objet avec une masse inférieure à 10 masses de Jupiter à environ 7 années-lumière.

Comparaison avec les systèmes extrasolaires

Par rapport à de nombreux autres systèmes planétaires, le système solaire se distingue par l'absence de planètes à l'intérieur de l'orbite de Mercure. [165] [166] Le système solaire connu manque également de super-Terres (la planète neuf pourrait être une super-Terre au-delà du système solaire connu). [165] Exceptionnellement, il n'y a que de petites planètes rocheuses et de grandes géantes gazeuses ailleurs, les planètes de taille intermédiaire sont typiques - à la fois rocheuses et gazeuses - donc il n'y a pas d'"écart" comme on le voit entre la taille de la Terre et de Neptune (avec un rayon de 3,8 fois plus grand). De plus, ces super-Terres ont des orbites plus proches que Mercure. [165] Cela a conduit à l'hypothèse que tous les systèmes planétaires commencent avec de nombreuses planètes proches, et que généralement une séquence de leurs collisions provoque une consolidation de la masse en quelques planètes plus grandes, mais dans le cas du système solaire, les collisions ont causé leur destruction et éjection. [167] [168]

Les orbites des planètes du système solaire sont presque circulaires. Par rapport à d'autres systèmes, ils ont une excentricité orbitale plus petite. [165] Bien qu'il y ait des tentatives pour l'expliquer en partie avec un biais dans la méthode de détection de la vitesse radiale et en partie avec de longues interactions d'un nombre assez élevé de planètes, les causes exactes restent indéterminées. [165] [169]

Cette section est un échantillon de corps du système solaire, sélectionnés pour la taille et la qualité de l'imagerie, et triés par volume. Certains grands objets sont omis ici (notamment Eris, Haumea, Makemake et Nereid) car ils n'ont pas été imagés en haute qualité.

  1. ^ uneb Au 27 août 2019.
  2. ^La majuscule du nom varie. L'Union astronomique internationale, l'organisme faisant autorité en matière de nomenclature astronomique, spécifie la capitalisation des noms de tous les objets astronomiques individuels, mais utilise des structures mixtes "Système solaire" et "système solaire" dans leur document de directives de nommage. Le nom est généralement rendu en minuscule ("système solaire"), comme, par exemple, dans le Dictionnaire anglais d'oxford et 11e dictionnaire collégial de Merriam-Webster.
  3. ^ Les satellites naturels (lunes) en orbite autour des planètes du système solaire en sont un exemple.
  4. ^ Historiquement, plusieurs autres corps étaient autrefois considérés comme des planètes, y compris, depuis sa découverte en 1930 jusqu'en 2006, Pluton. Voir Anciennes planètes.
  5. ^ Les deux lunes plus grandes que Mercure sont Ganymède, qui orbite autour de Jupiter, et Titan, qui orbite autour de Saturne. Bien que plus grosses que Mercure, les deux lunes ont moins de la moitié de sa masse. De plus, le rayon de Callisto, la lune de Jupiter, est supérieur à 98 % de celui de Mercure.
  6. ^ unebce Selon les définitions de l'IAU, les objets en orbite autour du Soleil sont classés dynamiquement et physiquement en trois catégories : planètes, planètes naines, et petits corps du système solaire.
    • Une planète est tout corps en orbite autour du Soleil dont la masse est suffisante pour que la gravité l'ait entraîné dans une forme (presque) sphérique et qui a nettoyé son voisinage immédiat de tous les objets plus petits. Par cette définition, le système solaire a huit planètes : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Parce qu'il n'a pas nettoyé son voisinage des autres objets de la ceinture de Kuiper, Pluton ne correspond pas à cette définition. [5]
    • Une planète naine est un corps en orbite autour du Soleil qui est suffisamment massif pour être rendu quasi sphérique par sa propre gravité, mais qui n'a pas éliminé les planétésimaux de son voisinage et n'est pas non plus un satellite. [5] Pluton est une planète naine et l'IAU a reconnu ou nommé quatre autres corps du système solaire dans l'espoir qu'ils se révéleront être des planètes naines : Cérès, Haumea, Makemake et Eris. [6] D'autres objets généralement supposés être des planètes naines incluent Gonggong, Sedna, Orcus et Quaoar. [7] Dans une référence à Pluton, d'autres planètes naines en orbite dans la région transneptunienne sont parfois appelées "plutoïdes", [8] bien que ce terme soit rarement utilisé.
    • Les objets restants en orbite autour du Soleil sont connus sous le nom de petits corps du système solaire. [5]
  7. ^ uneb La masse du système solaire à l'exclusion du Soleil, de Jupiter et de Saturne peut être déterminée en additionnant toutes les masses calculées pour ses plus gros objets et en utilisant des calculs approximatifs pour les masses du nuage d'Oort (estimées à environ 3 masses terrestres), [21] la ceinture de Kuiper (estimée à environ 0,1 masse terrestre) [22] et la ceinture d'astéroïdes (estimée à 0,0005 masse terrestre) [23] pour un total, arrondi vers le haut, de

37 masses terrestres, soit 8,1% de la masse en orbite autour du Soleil. Avec les masses combinées d'Uranus et de Neptune (


Dans tout l'univers, seulement 15% des systèmes solaires sont comme le nôtre

Dans leur quête pour trouver des systèmes solaires analogues au nôtre, les astronomes ont déterminé à quel point notre système solaire est commun.

Ils ont conclu qu'environ 15% des étoiles de la galaxie hébergent des systèmes de planètes comme la nôtre, avec plusieurs planètes géantes gazeuses dans la partie externe du système solaire.

"Maintenant, nous connaissons notre place dans l'univers", a déclaré Scott Gaudi, astronome de l'Ohio State University. "Les systèmes solaires comme le nôtre ne sont pas rares, mais nous ne sommes pas non plus majoritaires."

Gaudi a présenté les résultats de la nouvelle étude le 5 janvier lors de la réunion de l'American Astronomical Society à Washington, DC, où il a accepté le prix Helen B. Warner d'astronomie.

La découverte provient d'une collaboration mondiale basée à Ohio State appelée Microlensing Follow-Up Network (MicroFUN), qui recherche dans le ciel des planètes extrasolaires.

Les astronomes de MicroFUN utilisent une méthode appelée microlentille gravitationnelle, qui se produit lorsqu'une étoile se croise devant une autre vue de la Terre. L'étoile la plus proche grossit la lumière de l'étoile la plus éloignée comme une lentille. Si des planètes sont en orbite autour de l'étoile de l'objectif, elles augmentent brièvement le grossissement lors de leur passage.

Cette méthode est particulièrement efficace pour détecter les planètes géantes dans les confins des systèmes solaires - des planètes analogues à notre propre Jupiter.

Ce dernier résultat de MicroFUN est l'aboutissement de 10 ans de travail - et une révélation soudaine, ont expliqué Gaudi et Andrew Gould, professeur d'astronomie à l'Ohio State.

Il y a dix ans, Gaudi écrivait sa thèse de doctorat sur une méthode de calcul de la probabilité d'existence de planètes extrasolaires. À l'époque, il avait conclu que moins de 45 % des étoiles pouvaient abriter une configuration similaire à notre propre système solaire.

Puis, en décembre 2009, Gould examinait une planète nouvellement découverte avec Cheongho Han de l'Institut d'astrophysique de l'Université nationale de Chungbuk en Corée. Les deux examinaient la gamme de propriétés parmi les planètes extrasolaires découvertes jusqu'à présent, lorsque Gould a vu un motif.

"En gros, j'ai réalisé que la réponse se trouvait dans la thèse de Scott d'il y a 10 ans", a déclaré Gould. "En utilisant les quatre dernières années de données MicroFUN, nous pourrions ajouter quelques hypothèses solides à ses calculs, et nous pourrions maintenant dire à quel point les systèmes planétaires sont communs dans notre galaxie."

La découverte se résume à une analyse statistique : au cours des quatre dernières années, l'enquête MicroFUN n'a découvert qu'un seul système solaire comme le nôtre - un système avec deux géantes gazeuses ressemblant à Jupiter et à Saturne, que les astronomes ont découvert en 2006 et rapporté dans le journal Science En 2008.

"Nous n'avons trouvé que ce seul système, et nous aurions dû en trouver environ six maintenant – si chaque étoile avait un système solaire comme celui de la Terre", a déclaré Gaudi.

La lenteur de la découverte est logique si seulement un petit nombre de systèmes - environ 15 % - sont comme les nôtres, ont-ils déterminé.

"S'il est vrai que cette détermination initiale est basée sur un seul système solaire et que notre nombre final pourrait beaucoup changer, cette étude montre que nous pouvons commencer à faire cette mesure avec les expériences que nous menons aujourd'hui", a ajouté Gaudi.

Quant à la possibilité que la vie telle que nous la connaissons existe ailleurs dans la galaxie, les scientifiques seront désormais en mesure de faire une estimation approximative basée sur le nombre de systèmes solaires similaires au nôtre.

Notre système solaire est peut-être une minorité, mais Gould a déclaré que le résultat de l'étude est en fait positif.

"Avec des milliards d'étoiles, même réduire les chances à 15 % laisse quelques centaines de millions de systèmes qui pourraient ressembler au nôtre", a-t-il déclaré.

Cette recherche a été financée en partie par la National Science Foundation.

Source de l'histoire :

Matériel fourni par Université d'État de l'Ohio. Original écrit par Pam Frost Gorder. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.


Une super tempête solaire a frappé la Terre il y a 2 610 ans

Illustration d'un artiste d'événements sur le Soleil modifiant les conditions dans l'espace proche de la Terre. Crédit image : NASA.

Notre Soleil produit parfois des particules hautement énergétiques, qui sont accélérées soit par reconnexion magnétique dans les éruptions solaires, soit par des ondes de choc associées aux éjections de masse coronale.

Ces particules énergétiques suivent ensuite des trajectoires le long des lignes de champ magnétique interplanétaire, qui, avec l'emplacement de l'événement sur le Soleil, déterminent si ces particules frappent l'atmosphère terrestre.

Ces phénomènes, appelés événements à protons solaires (SPE), représentent une menace pour la société moderne en termes de systèmes de communication et de navigation, de technologies spatiales et d'exploitation d'avions commerciaux.

Les preuves de tels événements sont enregistrées dans les archives naturelles résolues chaque année, telles que les cernes des arbres et les carottes de glace (échantillons de glace forés).

Pour en savoir plus sur les SPE, le professeur Raimund Muscheler de l'Université de Lund et ses collègues de Suède, de France, de Suisse, de Corée, des Émirats arabes unis et des États-Unis ont analysé des carottes de glace du Groenland.

Le matériel contenait des preuves d'une tempête solaire très puissante qui s'est produite en 591 av.

"Si cette tempête solaire s'était produite aujourd'hui, elle aurait pu avoir de graves effets sur notre société de haute technologie", a déclaré le professeur Muscheler.

Ce n'est que le troisième événement de ce type documenté de manière fiable et est comparable à la plus forte SPE détectée à 775 CE.

"Nous avons également participé à des recherches qui ont confirmé l'existence de deux autres tempêtes solaires massives, utilisant à la fois des carottes de glace et les anneaux de croissance annuels de vieux arbres", a expliqué le professeur Muscheler.

"Ces tempêtes ont eu lieu en 775 EC et 994 EC."

"Même si ces tempêtes solaires massives sont rares, notre découverte montre qu'elles sont un effet naturellement récurrent de l'activité solaire", a-t-il ajouté.

"C'est pourquoi nous devons augmenter la protection de la société contre les tempêtes solaires."

Les résultats ont été publiés en ligne cette semaine dans le Actes de l'Académie nationale des sciences.


Groupe d'évaluation des planètes extérieures (OPAG)

Le groupe d'évaluation des planètes extérieures (OPAG) a été créé par la NASA à la fin de 2004 pour identifier les priorités scientifiques et les voies d'exploration dans le système solaire extérieur. Le groupe se compose d'un comité directeur de 15 personnes, qui sollicite activement les contributions de la communauté scientifique et rend compte de ses conclusions au siège de la NASA. L'OPAG fournit des informations à la NASA mais ne fait pas de recommandations.

Charte de l'OPAG

OPAG est le forum communautaire de la NASA conçu pour fournir une contribution scientifique à la planification et à la hiérarchisation des activités d'exploration des planètes extérieures pour les prochaines décennies. Il est affrété par la division d'exploration du système solaire de la NASA et rend compte de ses conclusions aux réunions du sous-comité d'exploration du système solaire du comité consultatif des sciences spatiales de la NASA. Ouvert à tous les scientifiques intéressés, l'OPAG évalue régulièrement les buts, les objectifs, les investigations et les mesures requises de l'exploration du système solaire externe sur la base de la plus large portée possible de la communauté.

MISE À JOUR LE 14 NOVEMBRE 2019 : La page de soumission du livre blanc de la communauté Decadal est maintenant en ligne sur le site Web de LPI :

Le but de ce site est de permettre aux membres de la communauté scientifique planétaire de s'informer mutuellement de leur intention de soumettre un livre blanc dans le cadre de l'enquête décennale planétaire. Ce site est à titre informatif uniquement. Répertorier ici une proposition de livre blanc n'engage pas l'auteur à soumettre un livre blanc.

INFORMATIONS SUR LIVRE BLANC OPAG
Le groupe d'évaluation des planètes extérieures (OPAG) sollicite des sujets pour les livres blancs à soumettre à la prochaine enquête décennale des sciences planétaires et de l'astrobiologie 2023-2033. La liste des livres blancs en cours de préparation par les membres de la communauté OPAG, et l'état de leur préparation sont enregistrés sur le lien suivant : https://docs.google.com/spreadsheets/d/1as89GEyX50SUrTOOEZBw9dw6bYmmH8vaQFH2nkeRFhU/edit?usp=sharing

Les membres de la communauté OPAG qui souhaitent se joindre à tout effort de livre blanc doivent contacter l'auteur principal.

Nous encourageons également la communauté OPAG à examiner la liste actuelle des livres blancs et à identifier toute lacune dans les sujets couverts par ces livres blancs. Lorsqu'une lacune est identifiée, vous pouvez entreprendre un effort pour combler ces lacunes en lançant un nouveau livre blanc ou en contactant les membres du comité directeur de l'OPAG pour discuter de la façon de procéder.

De nouvelles entrées dans la feuille de calcul ci-dessus peuvent toujours être effectuées via le formulaire de soumission sur ce lien : https://forms.gle/o4ZxADBUPNZ9jpRp9

Pour apporter des modifications aux entrées existantes, veuillez contacter Kunio Sayanagi. En particulier, les auteurs principaux peuvent être intéressés par l'ajout d'une URL (par exemple, un formulaire Google) que les gens peuvent suivre pour cosigner/approuver leurs livres blancs.

Réunions à venir

Réunion d'automne 2021 du BPAG
30 août-1er septembre 2021

Virtuel

Réunions récentes

Cette réunion était axée sur les aspects de l'Enquête décennale qui sont pertinents pour le BPAG.

Europa Lander Instrument PEA

Conclusion spéciale du comité directeur du GAPO, 26 mai 2017

La NASA a publié une « annonce de la communauté concernant l'annexe de l'élément du programme d'investigation des instruments d'Europa Lander & rdquo le 17 mai 2017 (voir http://www.lpi.usra.edu/opag/announcements/). Cette annonce comprenait une déclaration surprenante concernant la participation du JPL : » … les organisations suivantes ne seront pas autorisées à soumettre des propositions en réponse à l'AEP : le Jet Propulsion Laboratory (JPL), Cornell Technical Services (CTS) et Arctic Slope Regional Corporation. Ces organisations apporteront un soutien substantiel au développement et à l'exécution du PEA.En particulier, le personnel du JPL soutiendra le développement de l'AO et des documents dans la bibliothèque du programme, évaluera l'hébergement des investigations d'instruments proposées, fournira un soutien technique aux équipes pendant l'étape 2 et participera aux visites de site pendant l'évaluation de l'étape 2. Le comité directeur de l'OPAG est préoccupé par l'exclusion potentielle des scientifiques du JPL et des experts en technologie instrumentale qui ont passé des décennies à préparer une mission de détection de vie telle qu'Europa Lander. Nous exhortons la NASA à procéder d'une manière qui n'augmente pas les risques pour la science d'Europa Lander en excluant des capacités clés. Nous notons que la NASA a financé de nombreux travaux très pertinents au JPL via les programmes R&A et l'Institut d'astrobiologie, et le développement de la technologie des instruments via MatISSE, PICASSO, COLDtech et d'autres programmes. Exclure les connaissances acquises grâce à de tels efforts serait contre-productif.

Le comité directeur de l'OPAG exhorte la NASA à procéder à la sélection des instruments et de l'équipe scientifique d'Europa Lander de manière à obtenir le meilleur retour scientifique possible.

Document sur les objectifs scientifiques du GAPO 2015

Ébauche pour commentaire de la communauté

Études Europe

2013 Europa Clipper Mise à jour
Robert Pappalardo, Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology
Brain Cooke, Laboratoire de physique appliquée, Université Johns Hopkins

"Potentiel scientifique d'un Europa Lander" en astrobiologie
Lisez la version définitive et évaluée par des pairs du rapport de l'équipe de définition scientifique sur le « Potentiel scientifique d'un Europa Lander » dans la revue Astrobiology.

Anciennes études de mission Europa

Équipe de définition scientifique d'Europa Lander (SDT)


11.1 Explorer les planètes extérieures

Les planètes géantes détiennent la majeure partie de la masse de notre système planétaire. Jupiter à lui seul dépasse la masse de toutes les autres planètes réunies (figure 11.2). Le matériau disponible pour construire ces planètes peut être divisé en trois classes selon leur composition : « gaz », « glaces » et « roches » (voir le tableau 11.1). Les « gaz » sont principalement l'hydrogène et l'hélium, les éléments les plus abondants dans l'univers. Tel qu'il est utilisé ici, le terme « glaces » se réfère uniquement à la composition et non au fait qu'une substance est réellement à l'état solide. « Glaces » désigne les composés qui se forment à partir des éléments les plus abondants suivants : l'oxygène, le carbone et l'azote. Les glaces courantes sont l'eau, le méthane et l'ammoniac, mais les glaces peuvent également contenir du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone et d'autres. Les « roches » sont encore moins abondantes que les glaces, et incluent tout le reste : magnésium, silicium, fer, etc.

Type de materiel Nom % approximatif (en masse)
Gaz Hydrogène (H2) 75
Gaz Hélium (Il) 24
Glace Eau (H2O) 0.6
Glace Méthane (CH4) 0.4
Glace Ammoniac (NH3) 0.1
Roche Magnésium (Mg), fer (Fe), silicium (Si) 0.3

Dans le système solaire externe, les gaz dominent les deux plus grandes planètes, Jupiter et Saturne, d'où leur surnom de « géantes gazeuses ». Uranus et Neptune sont appelés « géants de glace » parce que leurs intérieurs contiennent beaucoup plus de composant « glace » que leurs grands cousins. La chimie des quatre atmosphères des planètes géantes est dominée par l'hydrogène. Cet hydrogène a fait que la chimie du système solaire externe est devenue réduire, ce qui signifie que d'autres éléments ont tendance à se combiner d'abord avec l'hydrogène. Au début du système solaire, la plupart de l'oxygène combiné avec de l'hydrogène pour faire H2O et n'était donc pas disponible pour former les types de composés oxydés avec d'autres éléments qui nous sont plus familiers dans le système solaire interne (comme le CO2). En conséquence, les composés détectés dans l'atmosphère des planètes géantes sont principalement des gaz à base d'hydrogène tels que le méthane (CH4) et l'ammoniac (NH3), ou des hydrocarbures plus complexes (combinaisons d'hydrogène et de carbone) comme l'éthane (C2H6) et l'acétylène (C2H2).

Exploration du système solaire extérieur jusqu'à présent

Huit engins spatiaux, sept des États-Unis et un d'Europe, ont pénétré au-delà de la ceinture d'astéroïdes dans le royaume des géants. Le tableau 11.2 résume les missions des engins spatiaux vers le système solaire externe.

Planète Vaisseau spatial 1 Date de la rencontre Taper
Jupiter Pionnier 10 décembre 1973 Survol
Pionnier 11 décembre 1974 Survol
Voyageur 1 mars 1979 Survol
Voyageur 2 juillet 1979 Survol
Ulysse Février 1992 Survol pendant l'assistance par gravité
Galilée décembre 1995 Orbiteur et sonde
Cassini décembre 2002 Survol
Nouveaux horizons Février 2007 Survol pendant l'assistance par gravité
Junon juillet 2016 Orbiteur
Saturne Pionnier 11 Septembre 1979 Survol
Voyageur 1 novembre 1980 Survol
Voyageur 2 août 1981 Survol
Cassini Juillet 2004 (injection d'orbite de Saturne 2000) Orbiteur
Uranus Voyageur 2 janvier 1986 Survol
Neptune Voyageur 2 août 1989 Survol

Les défis d'explorer si loin de la Terre sont considérables. Les temps de vol vers les planètes géantes sont mesurés en années ou en décennies, plutôt qu'en mois nécessaires pour atteindre Vénus ou Mars. Même à la vitesse de la lumière, les messages mettent des heures à passer entre la Terre et le vaisseau spatial. Si un problème se développe près de Saturne, par exemple, une attente de plusieurs heures pour que l'alarme atteigne la Terre et que les instructions soient renvoyées vers le vaisseau spatial pourrait entraîner un désastre. Les engins spatiaux vers le système solaire externe doivent donc être hautement fiables et capables d'un plus grand degré d'indépendance et d'autonomie. Les missions du système solaire extérieur doivent également transporter leurs propres sources d'énergie, car le Soleil est trop loin pour fournir suffisamment d'énergie. Les appareils de chauffage sont nécessaires pour maintenir les instruments à des températures de fonctionnement appropriées, et les engins spatiaux doivent être équipés d'émetteurs radio suffisamment puissants pour envoyer leurs données à des récepteurs sur une Terre lointaine.

Les premiers engins spatiaux à enquêter sur les régions au-delà de Mars étaient les Pionniers 10 et 11 de la NASA, lancés en 1972 et 1973 en tant qu'éclaireurs vers Jupiter. L'un de leurs principaux objectifs était simplement de déterminer si un vaisseau spatial pouvait réellement naviguer à travers la ceinture d'astéroïdes qui se trouve au-delà de Mars sans être détruit par des collisions avec de la poussière d'astéroïdes. Un autre objectif était de mesurer les risques radiologiques dans le magnétosphère (ou zone d'influence magnétique) de Jupiter. Les deux engins spatiaux ont traversé la ceinture d'astéroïdes sans incident, mais les particules énergétiques du champ magnétique de Jupiter ont presque anéanti leur électronique, fournissant les informations nécessaires à la conception sûre des missions ultérieures.

Pioneer 10 a survolé Jupiter en 1973, après quoi il a filé vers les limites du système solaire. Pioneer 11 a entrepris un programme plus ambitieux, utilisant la gravité de Jupiter pour viser Saturne, qu'il a atteint en 1979. Le vaisseau spatial jumeau Voyager a lancé la prochaine vague d'exploration des planètes extérieures en 1977. Voyagers 1 et 2 transportaient chacun 11 instruments scientifiques, dont des caméras et des spectromètres, ainsi que des appareils pour mesurer les caractéristiques des magnétosphères planétaires. Puisqu'ils ont continué à sortir après leurs rencontres planétaires, ce sont maintenant les vaisseaux spatiaux les plus éloignés jamais lancés par l'humanité.

Voyager 1 a atteint Jupiter en 1979 et a utilisé une assistance gravitationnelle de cette planète pour l'emmener à Saturne en 1980. Voyager 2 est arrivé à Jupiter quatre mois plus tard, mais a ensuite suivi un chemin différent pour visiter toutes les planètes extérieures, atteignant Saturne en 1981, Uranus en 1986, et Neptune en 1989. Cette trajectoire a été rendue possible par l'alignement approximatif des quatre planètes géantes du même côté du Soleil. Environ une fois tous les 175 ans, ces planètes sont dans une telle position, et cela permet à un seul vaisseau spatial de les visiter toutes en utilisant des survols assistés par gravité pour ajuster le cap pour chaque rencontre ultérieure, une telle manœuvre a été surnommée un "Grand Tour" par les astronomes. .

Lien vers l'apprentissage

Le Jet Propulsion Laboratory a une belle vidéo intitulée Voyager: The Grand Tour qui décrit la mission Voyager et ce qu'elle a trouvé.

Faire des connexions

Ingénierie et sciences spatiales : enseigner de nouvelles astuces à un ancien vaisseau spatial

Au moment où Voyager 2 est arrivé à Neptune en 1989, 12 ans après son lancement, le vaisseau spatial commençait à montrer des signes de vieillesse. Le bras sur lequel se trouvaient la caméra et les autres instruments était « arthritique » : il ne pouvait plus se déplacer facilement dans toutes les directions. Le système de communication était « malentendant » : une partie de son récepteur radio ne fonctionnait plus. Les « cerveaux » avaient une « perte de mémoire » importante : une partie de la mémoire de l'ordinateur de bord était tombée en panne. Et tout le vaisseau spatial commençait à manquer d'énergie : ses générateurs commençaient à montrer de sérieux signes d'usure.

Pour rendre les choses encore plus difficiles, la mission du Voyager à Neptune était à bien des égards le plus difficile des quatre survols. Par exemple, étant donné que la lumière du soleil à Neptune est 900 fois plus faible que sur Terre, la caméra embarquée a dû prendre des expositions beaucoup plus longues dans cet environnement privé de lumière. Il s'agissait d'une exigence non négligeable, étant donné que le vaisseau spatial filait près de Neptune à une vitesse dix fois supérieure à celle d'une balle de fusil.

La solution consistait à faire pivoter la caméra vers l'arrière exactement à la vitesse qui compenserait le mouvement vers l'avant du vaisseau spatial. Les ingénieurs ont dû préprogrammer l'ordinateur du navire pour exécuter une série de manœuvres incroyablement complexes pour chaque image. Les belles images Voyager de Neptune témoignent de l'ingéniosité des ingénieurs des vaisseaux spatiaux.

La simple distance entre l'engin et ses contrôleurs sur Terre était un autre défi. Voyager 2 a reçu des instructions et a renvoyé ses données via un émetteur radio embarqué. La distance de la Terre à Neptune est d'environ 4,8 milliards de kilomètres. Sur cette vaste distance, la puissance qui nous est parvenue de Voyager 2 à Neptune était d'environ 10 à 16 watts, soit 20 milliards de fois moins qu'il n'en faut pour faire fonctionner une montre numérique. Trente-huit antennes différentes sur quatre continents ont été utilisées par la NASA pour collecter les faibles signaux de l'engin spatial et décoder les précieuses informations sur Neptune qu'elles contenaient.

Entrez dans les orbiteurs : Galileo, Cassini et Juno

Les missions Pioneer et Voyager étaient des survols des planètes géantes : elles ne produisaient chacune que des regards rapides avant que le vaisseau spatial ne passe à la vitesse supérieure. Pour des études plus détaillées de ces mondes, nous avons besoin d'engins spatiaux capables de se mettre en orbite autour d'une planète. Pour Jupiter et Saturne, ces orbiteurs étaient les vaisseaux spatiaux Galileo, Cassini et Juno. À ce jour, aucune mission d'orbiteur n'a été lancée pour Uranus et Neptune, bien que les planétologues aient exprimé un vif intérêt.

Le vaisseau spatial Galileo a été lancé vers Jupiter en 1989 et est arrivé en 1995. Galileo a commencé ses investigations en déployant une sonde d'entrée dans Jupiter, pour les premières études directes des couches atmosphériques externes de la planète.

La sonde a plongé à un angle faible dans l'atmosphère de Jupiter, voyageant à une vitesse de 50 kilomètres par seconde— c'est assez rapide pour voler de New York à San Francisco en 100 secondes ! Il s'agissait de la vitesse la plus élevée à laquelle une sonde a pénétré jusqu'à présent dans l'atmosphère d'une planète, et cela a imposé de grandes exigences au bouclier thermique qui la protège. La vitesse d'entrée élevée était le résultat de l'accélération par la forte attraction gravitationnelle de Jupiter.

La friction atmosphérique a ralenti la sonde en 2 minutes, produisant des températures à l'avant de son bouclier thermique pouvant atteindre 15 000 °C. Alors que la vitesse de la sonde tombait à 2500 kilomètres par heure, les restes du bouclier thermique incandescent ont été largués et un parachute a été déployé pour abaisser plus doucement le vaisseau spatial de la sonde instrumentée dans l'atmosphère (Figure 11.3). Les données des instruments de la sonde ont été transmises à la Terre via le principal vaisseau spatial Galileo.

La sonde a continué à fonctionner pendant une heure, descendant 200 kilomètres dans l'atmosphère. Quelques minutes plus tard, le parachute en polyester a fondu et en quelques heures, la structure principale en aluminium et en titane de la sonde s'est vaporisée pour devenir une partie de Jupiter elle-même. Environ 2 heures après la réception des données finales de la sonde, le vaisseau spatial principal a tiré ses rétro-fusées afin qu'il puisse être capturé en orbite autour de la planète, où ses principaux objectifs étaient d'étudier les grandes lunes souvent déroutantes de Jupiter.

La mission Cassini vers Saturne (figure 11.4), une entreprise coopérative entre la NASA et l'Agence spatiale européenne, était similaire à Galileo dans sa double approche. Lancé en 1997, Cassini est arrivé en 2004 et s'est mis en orbite autour de Saturne, commençant des études approfondies de ses anneaux et de ses lunes, ainsi que de la planète elle-même. En janvier 2005, Cassini a déployé une sonde d'entrée dans l'atmosphère de la grande lune de Saturne, Titan, où elle a atterri avec succès à la surface. (Nous discuterons de la sonde et de ce qu'elle a trouvé dans le chapitre sur les Anneaux, les Lunes et Pluton.)

Les missions Voyager et Galileo vers Jupiter étaient principalement conçues pour étudier les lunes et l'atmosphère de la planète. La prochaine mission de la NASA, un orbiteur appelé Juno, est arrivée à Jupiter en juillet 2016. Afin d'atteindre ses objectifs d'étude de la magnétosphère jovienne, elle a une orbite très allongée (excentrique) de 55 jours, qui la porte à 4 000 kilomètres au-dessus. le nuage culmine à 76 mille kilomètres. L'orbite emmène l'engin au-dessus des pôles de Jupiter, nous donnant des gros plans remarquables des régions polaires (un engin spatial précédent avait vu la planète depuis des latitudes plus basses).

Juno a été conçu à l'origine sans caméra, mais heureusement, les scientifiques ont rectifié cette omission en ajoutant une simple caméra couleur orientée vers le bas à utiliser lors des passages rapprochés de Jupiter. Reconnaissant la valeur de telles images, à la fois scientifiques et artistiques, il a été décidé de publier les images brutes et d'encourager les « scientifiques citoyens » à les traiter. Le produit a été de nombreuses vues spectaculaires et colorées de Jupiter, telles que la figure 11.3.


Adresse actuelle : Department of Earth and Planetary, Sciences, Hokkaido University, Sapporo, Japon

Affiliations

Institution de recherche créative, Université d'Hokkaido, Sapporo, Japon

Département des sciences de la Terre et des planètes, Université de Californie, Santa Cruz, Santa Cruz, Californie, États-Unis

Earth-Life Science Institute, Institut de technologie de Tokyo, Tokyo, Japon

Département des cosmosciences, Université d'Hokkaido, Sapporo, Japon

École supérieure de technologie, sciences industrielles et sociales, Université de Tokushima, Tokushima, Japon

Département des sciences de la Terre et de l'espace, Université d'Osaka, Toyonaka, Japon

Département des sciences de l'environnement humain, Université de Kobe, Kobe, Japon

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Contributions

S.K. a développé l'idée de cette étude, a effectué des calculs d'évolution thermique et de relaxation visqueuse, a créé toutes les figures et a été le principal auteur du manuscrit. F.N. participé à de nombreuses discussions et co-écrit le manuscrit. Y.S. et K.K. ont fourni des informations sur les mécanismes de production de gaz et les espèces de gaz invités probables des hydrates de clathrate. N.N. ont fourni des informations détaillées sur les hydrates de clathrate et calculé leurs densités. J.K. participé à de nombreuses discussions sur les modèles d'évolution thermique. À. ont fourni des informations détaillées sur la formation d'hydrates de clathrate. Tous les auteurs ont participé à l'interprétation des résultats.

Auteur correspondant


Voir la vidéo: Les planètes du système solaire - Documentaire Science (Octobre 2021).