Astronomie

Si une planète gagnait trop de lunes, les forces de marée de ces lunes pourraient-elles déchirer la planète ?

Si une planète gagnait trop de lunes, les forces de marée de ces lunes pourraient-elles déchirer la planète ?


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Ou la planète serait-elle simplement soumise à des forces de marée extrêmement intenses à la place ?


Non.

Il y a deux arguments simples, chacun à lui seul suffisant pour réfuter une telle pensée :

Première façon : la force de marée est le gradient de l'attraction gravitationnelle. La force gravitationnelle va comme $F_g propto frac{M}{r^2}$ et la force de marée ainsi comme $F_t propto frac{M}{r^3}$. Pour une lune et sa planète, la distance mutuelle est la même. Et comme la planète a la masse la plus élevée, les forces de marée de la planète seraient plus élevées sur la lune que celles de la lune sur la planète. Les matériaux ne sont pas si différents qu'ils jouent ici un rôle majeur. Ainsi, avant qu'une lune ne détruise une planète, la planète détruit la lune (ou vous avez mal nommé les deux en premier lieu, appelant la planète la lune et vice versa). Cela peut se produire pour les lunes situées dans la limite de Roche d'une planète.

Deuxième façon d'argumenter : le cas extrême de « plusieurs lunes » est en fait un anneau de lunes, donc un anneau complet autour de la planète. Cependant un assemblage de masses symétriques sphériques autour d'un centre de masse (ici la planète) n'exerce plus aucune force de marée. Ainsi, un assemblage de masse circulaire ne créera qu'un petit gradient dans la direction normale au plan équatorial et augmentera un peu le rayon équatorial.


Une lune pourrait-elle avoir des lunes ?

Les astronomes peuvent dire avec une quasi-certitude qu'il n'y a pas de lunes avec des lunes dans notre système solaire. Mais cela ne veut pas dire que c'est physiquement impossible. Après tout, la NASA a réussi à mettre un vaisseau spatial en orbite autour de notre lune.

Bien que les astronomes aient repéré des astéroïdes avec des lunes, le puissant remorqueur gravitationnel d'une planète mère empêcherait une lune de garder le contrôle de son propre satellite naturel, explique Seth Shostak, astronome principal à l'institut à but non lucratif SETI. « Il faudrait un large espace entre la lune et la planète », dit-il. Orbitant loin de sa planète mère, une lune relativement massive pourrait être capable de s'accrocher à sa propre lune.

Des conditions comme celles-ci pourraient exister dans des systèmes solaires lointains, mais bien que quelque 250 exoplanètes aient été détectées, il n'y a presque aucune chance que nous puissions repérer des exounes, et encore moins des lunes d'exoplanes, pour les décennies à venir. En effet, nos méthodes actuelles de chasse aux planètes, telles que la détection d'une planète lorsqu'elle passe devant une grande étoile, se prêtent à la détection de planètes principalement énormes, semblables à Jupiter, et non de leurs lunes.

Même si les astronomes repèrent une lune avec une lune, cela ne durera probablement pas longtemps. « Les forces de marée de la planète mère auront tendance, au fil du temps, à déstabiliser l'orbite de la lune de la lune, la tirant finalement hors de son orbite », déclare Webster Cash, professeur au Center for de l'Université du Colorado. Astrophysique et astronomie spatiale. La lune d'une lune aura tendance à être un phénomène de courte durée.


En théorie, si les deux lunes étaient exactement sur la même orbite sur les côtés opposés de la planète, alors oui. Avoir les lunes plus proches de la planète et plus petites facilite également les choses. Par exemple, les satellites géostationnaires sur les côtés opposés de la Terre n'auront jamais de ligne de vue directe les uns par rapport aux autres.

En pratique, cependant, ce serait un arrangement très instable (même s'il n'y avait pas d'autres lunes pour perturber les choses) et il serait également très peu probable qu'il se forme naturellement.

Il serait donc très peu probable qu'il se forme naturellement et s'il se formait, il serait instable. de manière réaliste, la réponse est "non", mais si vous pouvez expliquer les invraisemblances d'une manière ou d'une autre, alors "oui".

Les lunes ayant des masses différentes ne changent pas leur comportement dans ce cas. S'ils sont sur la même orbite, ils sont sur la même orbite.

Une grande lune et une plus petite lune peuvent partager la même orbite si l'une est à 60 degrés l'une de l'autre. Dans une telle orbite, la plus petite lune serait à l'un des points stables de Lagrange L4 et L5. Si le rayon orbital est inférieur à

(où $R_P$ est le rayon de la planète), alors la planète bloquera la ligne de mire entre les deux lunes. C'est-à-dire que chaque lune sera au-delà de l'horizon vu de l'autre lune.

Bien sûr, de telles orbites seraient très proches de la planète. Les lunes se briseraient-elles à cause des forces de marée ? La réponse à cela est donnée par la limite de Roche, qui pour un satellite rigide est

où $ ho_P$ et $ ho_m$ sont respectivement les densités de la planète et de la lune. Si les lunes orbitent en dehors de ce rayon, elles survivront. S'ils sont à l'intérieur du rayon, ils se briseront. Pour notre scénario, nous avons besoin que la limite de Roche soit inférieure à 1,155 $ R_P$ , donc la densité des lunes doit être au moins 30% supérieure à la densité de la planète. Plus précisément, le rapport de densité doit être au moins


5 réponses 5

En fait, lorsqu'une lune est "marée verrouillée", cela signifie qu'elle montre toujours la même face vers son primaire, dans ce cas, la plus grande planète sur laquelle elle orbite, ne pas le soleil. Cela signifie que sa période de rotation serait égale à sa période orbitale. Il aurait un cycle jour/nuit légèrement plus long ou légèrement plus court que la période de son orbite autour de sa planète mère, selon que son orbite était rétrograde ou prograde.

Cependant, toute lune suffisamment massive pour avoir une atmosphère est probablement suffisamment grande pour ne pas être verrouillée par les marées, et son jour pourrait bien être plus court que sa période orbitale.

À toutes fins utiles, une telle lune est à peu près comme n'importe quelle autre planète habitable, avec la complication supplémentaire que sa planète primaire plus grande/plus massive serait très susceptible de provoquer des éclipses fréquentes.

Étant donné que le plan de l'orbite peut ne pas être dans le plan de l'orbite du primaire, ces éclipses peuvent ne pas se produire sur toutes les orbites, mais peuvent se produire sur plusieurs, il pourrait alors y avoir un écart de plusieurs orbites avant que d'autres éclipses ne se produisent.

Permettez-moi de commencer en disant qu'il existe deux bons livres pour commencer : Et si la Lune n'existait pas (en particulier les commentaires liés à la construction et à l'histoire) et Le Grand Tour (qui donne des informations détaillées sur de nombreuses lunes du système solaire et de nombreuses visualisations d'artistes).

Je crois que n'importe quelle lune qui peut supporter la vie serait nettement semblable à la terre. Pour que la lune supporte une atmosphère stable (probablement capable de développer une civilisation), elle devrait être relativement grande - Mars est le plus petit corps que je connaisse qui ait une telle atmosphère.

Étant donné que la lune de la Terre est énorme par rapport à la planète, il y a un problème avec la taille de la planète qu'une telle lune orbiterait - je pense qu'elle devrait être plus grande que Jupiter pour que les méthodes hypothétiques de formation d'accrétion fonctionnent. À ce stade, nous envisageons davantage un système d'étoiles doubles plutôt qu'un système étoile->planète->lune.

En supposant que nous ne nous soucions pas de la formation de la lune et que nous ayons des rapports de proportions similaires à ceux de la terre et de sa lune (environ 100:1 de masse, 4:1) de diamètre), il y aurait quelques caractéristiques du système :

A. La planète est à peu près la masse d'Uranus et à mi-chemin entre la taille de la Terre et Neptune en diamètre (

25 000 km). Il pourrait s'agir d'un corps gazeux ou terrestre (pas au courant d'aucun dans cette gamme avec de bonnes données). Comme d'autres réponses l'ont indiqué, cela provoquera des forces de marée massives et rendra probable un blocage de marée (les fortes marées ont tendance à modérer la rotation d'un corps).

B. Rappelez-vous que la lune tourne, bien que probablement lentement. La période de rotation de la lune sera la même que la période orbitale. La vitesse de la lune est limitée car si elle allait trop vite, elle serait perdue dans l'espace. J'ai été surpris de découvrir ici que la période de rotation pour une lune dans la gamme de taille que nous voulons (environ 6000 km) est inférieure à une semaine.

Comment la végétation se répandrait-elle de cette façon? En supposant un réchauffement de marée et une atmosphère suffisamment épaisse (et, espérons-le, une couverture nuageuse pour éviter les pertes de chaleur), vous pourriez avoir de l'eau la nuit. En fait, vous auriez un peu modéré les températures ou une végétation qui peut supporter des gels profonds. N'oubliez pas que la végétation peut se fissurer voire exploser s'il fait assez froid. Dans tous les cas, vous auriez probablement une bande de végétation au moins sous les tropiques.

Serait-il plus probable que la lune verrouillée par les marées développe la vie ou plutôt le contraire ? Des marées plus fortes créeraient des mers immenses, il serait donc difficile de construire des villes facilement accessibles par la mer - rappelez-vous que les marées se produisent deux fois par jour, quelle que soit la longueur des jours. Ainsi, même si la vie peut survivre, vous voudriez probablement que cela se produise à une certaine distance de la côte. Ou être de bons nageurs.

Une lune habitable posséderait-elle également des pôles de la même manière que la terre ? Polonais ? A l'axe ? Oui. Ceux-ci seraient également (probablement) dans le plan du système solaire, ils seraient donc plus froids en raison de la lumière moins directe, bien qu'Uranus offre des possibilités intéressantes.

Quelle est la probabilité qu'une lune possède une atmosphère stable ? Si vous l'utilisez comme cadre de vie, je crois que c'est une exigence. Les autres caractéristiques de la lune doivent être construites autour de l'atmosphère.

Quel serait l'effet de la gravité sur le climat et la vie ? Les structures (biologiques ou autres) devraient être courtes ou souples pour résister aux forces de marée et aux tremblements de terre fréquents. Le climat sera probablement assez homogène par rapport au nôtre, car le brassage des marées modérerait les températures de la mer, je suppose. Vous aurez également des zones de marée beaucoup plus larges et/ou des falaises plus abruptes avec une érosion intense due aux tremblements de terre (faites quelques lectures sur Io pour des idées d'activité tectonique). La végétation près des océans aura probablement une courte durée de vie ou pourra se détacher et flotter.

Ou l'effet de la rotation autour du primaire ? En général, un côté serait très seul dans l'espace et l'autre aurait toujours une planète au-dessus. Cela pourrait créer une anthropologie intéressante. Vous pourriez avoir des religions très différentes sur les différents côtés, car d'un côté le soleil serait moins important que la planète et de l'autre côté le soleil serait la caractéristique principale du ciel.

Quelles conditions sur l'orbite et sur le primaire empêcheraient des variations extrêmes de température ? Les variations extrêmes de température seraient mieux modérées par une atmosphère. La composition et les caractéristiques de l'atmosphère produisent un effet de serre pour protéger la planète.

Une lune habitable pourrait-elle avoir des saisons ? Ces saisons varieraient-elles très probablement en longueur? Leurs occurrences suivraient-elles un schéma prévisible ? Je pensais à l'origine qu'il n'y aurait pas de saisons, puisque l'axe serait probablement le même que celui de la planète et serait probablement vertical, cependant il est possible que l'ensemble du système soit basculé. Ensuite, il y aurait des saisons comme celles que nous avons sur terre (ou Uranus).

En général, je pense que la lune va finir par ressembler à la terre pour soutenir la vie. Il est difficile d'imaginer un monde sensiblement différent qui pourrait avoir une vie native (dans un environnement non augmenté).

J'ai travaillé dans cette réponse à partir de mes idées approximatives sur la probabilité qu'un système particulier existe. Cependant, le système est assez improbable, il n'est peut-être pas exagéré de proposer un autre système - comme un système binaire à double verrouillage de marée capable de supporter la vie, comme Pluton et Charon, où un ou les deux corps ont un visage qui ne reçoit jamais lumière directe. Mais c'est une digression.


Contenu

L'idée des planètes a évolué au cours de son histoire, des lumières divines de l'antiquité aux objets terrestres de l'ère scientifique. Le concept s'est étendu pour inclure des mondes non seulement dans le système solaire, mais dans des centaines d'autres systèmes extrasolaires. Les ambiguïtés inhérentes à la définition des planètes ont conduit à de nombreuses controverses scientifiques.

Les cinq planètes classiques du système solaire, visibles à l'œil nu, sont connues depuis l'Antiquité et ont eu un impact significatif sur la mythologie, la cosmologie religieuse et l'astronomie ancienne. Dans les temps anciens, les astronomes ont noté comment certaines lumières se déplaçaient dans le ciel, par opposition aux "étoiles fixes", qui maintenaient une position relative constante dans le ciel. [13] Les anciens Grecs appelaient ces lumières πλάνητες ἀστέρες (planētes astéres, "étoiles errantes") ou simplement πλανῆται (plantai, « errants »), [14] dont le mot « planète » d'aujourd'hui est dérivé. [15] [16] [17] Dans la Grèce antique, la Chine, Babylone, et en fait toutes les civilisations pré-modernes, [18] [19] on croyait presque universellement que la Terre était le centre de l'Univers et que toutes les "planètes" " a fait le tour de la Terre. Les raisons de cette perception étaient que les étoiles et les planètes semblaient tourner autour de la Terre chaque jour [20] et les perceptions apparemment de bon sens que la Terre était solide et stable et qu'elle ne bougeait pas mais au repos.

Babylone

La première civilisation connue pour avoir une théorie fonctionnelle des planètes était les Babyloniens, qui vivaient en Mésopotamie aux premier et deuxième millénaires avant notre ère. Le plus ancien texte astronomique planétaire encore existant est la tablette babylonienne de Vénus d'Ammisaduqa, une copie du VIIe siècle av. J.-C. d'une liste d'observations des mouvements de la planète Vénus, qui date probablement du deuxième millénaire av. [21] Le MUL.APIN est une paire de tablettes cunéiformes datant du 7ème siècle avant JC qui présente les mouvements du Soleil, de la Lune et des planètes au cours de l'année. [22] Les astrologues babyloniens ont également jeté les bases de ce qui deviendrait finalement l'astrologie occidentale. [23] Le Enuma anu enlil, écrit pendant la période néo-assyrienne au 7ème siècle avant JC, [24] comprend une liste de présages et leurs relations avec divers phénomènes célestes, y compris les mouvements des planètes. [25] [26] Vénus, Mercure et les planètes extérieures Mars, Jupiter et Saturne ont tous été identifiés par les astronomes babyloniens. Celles-ci resteraient les seules planètes connues jusqu'à l'invention du télescope au début des temps modernes. [27]

Astronomie gréco-romaine

Les anciens Grecs n'attachaient pas au départ autant d'importance aux planètes que les Babyloniens. Les Pythagoriciens, aux VIe et Ve siècles av. J.-C. semblent avoir développé leur propre théorie planétaire indépendante, qui consistait en la Terre, le Soleil, la Lune et des planètes tournant autour d'un "Feu Central" au centre de l'Univers. Pythagore ou Parménide aurait été le premier à identifier l'étoile du soir (Hesperos) et l'étoile du matin (Phosphoros) comme une seule et même chose (Aphrodite, grec correspondant au latin Vénus), [28] bien que cela soit connu depuis longtemps par les Babyloniens. Au 3ème siècle avant JC, Aristarque de Samos a proposé un système héliocentrique, selon lequel la Terre et les planètes tournaient autour du Soleil. Le système géocentrique est resté dominant jusqu'à la révolution scientifique.

Au 1er siècle avant JC, pendant la période hellénistique, les Grecs avaient commencé à développer leurs propres schémas mathématiques pour prédire les positions des planètes. Ces schémas, qui étaient basés sur la géométrie plutôt que sur l'arithmétique des Babyloniens, finiraient par éclipser les théories babyloniennes en termes de complexité et d'exhaustivité, et expliqueraient la plupart des mouvements astronomiques observés depuis la Terre à l'œil nu. Ces théories atteindraient leur pleine expression dans le Almageste écrit par Ptolémée au IIe siècle de notre ère. La domination du modèle de Ptolémée était si complète qu'il a remplacé tous les travaux antérieurs sur l'astronomie et est resté le texte astronomique définitif dans le monde occidental pendant 13 siècles. [21] [29] Pour les Grecs et les Romains, il y avait sept planètes connues, chacune étant supposée tourner autour de la Terre selon les lois complexes énoncées par Ptolémée. Ils étaient, dans l'ordre croissant de la Terre (dans l'ordre de Ptolémée et en utilisant les noms modernes) : la Lune, Mercure, Vénus, le Soleil, Mars, Jupiter et Saturne. [17] [29] [30]

Cicéron, dans son De Natura Deorum, a énuméré les planètes connues au 1er siècle avant notre ère en utilisant leurs noms en usage à l'époque : [31]

"Mais il y a le plus à s'émerveiller dans les mouvements des cinq étoiles qui sont faussement appelés faussement errance, parce que rien ne s'égare qui de toute éternité conserve ses cours en avant et en arrière, et ses autres mouvements, constants et inaltérés. . . l'étoile la plus éloignée de la terre, connue sous le nom d'étoile de Saturne et appelée par les Grecs (Phainon), accomplit son parcours en une trentaine d'années, et bien que dans ce parcours elle fasse beaucoup de choses merveilleuses, précédant d'abord le soleil, puis diminuant en vitesse, devenant invisible à l'heure du soir, et revenant à la vue le matin, il ne fait jamais aucune variation à travers les âges interminables du temps, mais exécute les mêmes mouvements aux mêmes heures. , et plus près de la terre, déplace la planète de Jupiter, qui s'appelle en grec P (Phaethon) elle accomplit le même tour des douze signes en douze ans, et effectue dans sa course les mêmes variations que la planète de Saturne. Le cercle juste en dessous est tenu par (Pyroeis), qui s'appelle la planète de Mars, et parcourt le même tour que les deux planètes au-dessus d'elle en quatre et vingt mois, tout sauf, je pense, six jours. En dessous se trouve la planète Mercure, appelée par les Grecs (Stilbon), elle parcourt le tour du zodiaque à peu près au moment de la révolution de l'année et ne s'éloigne jamais de plus d'un signe de distance du soleil, se déplaçant à la fois devant elle, et une autre derrière. La plus basse des cinq étoiles errantes, et la plus proche de la terre, est la planète Vénus, appelée (Phosphoros) en grec, et Lucifer en latin, lorsqu'elle précède le soleil, mais (Hesperos) lorsqu'elle le suit il achève sa course en un an, traversant le zodiaque à la fois en latitude et en longueur, comme le font aussi les planètes au-dessus de lui, et de quelque côté du soleil qu'il se trouve, il ne s'en éloigne jamais de plus de deux signes ."

Inde

En 499 de notre ère, l'astronome indien Aryabhata a proposé un modèle planétaire qui incorpore explicitement la rotation de la Terre autour de son axe, qu'il explique comme la cause de ce qui semble être un mouvement apparent des étoiles vers l'ouest. Il croyait également que les orbites des planètes étaient elliptiques.[32] Les disciples d'Aryabhata étaient particulièrement forts en Inde du Sud, où ses principes de la rotation diurne de la Terre, entre autres, ont été suivis et un certain nombre de travaux secondaires étaient basés sur eux. [33]

En 1500, Nilakantha Somayaji de l'école d'astronomie et de mathématiques du Kerala, dans son Tantrasangraha, a révisé le modèle d'Aryabhata. [34] Dans son Aryabhatiyabhasya, un commentaire sur Aryabhata Aryabhatiya, il a développé un modèle planétaire où Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne orbitent autour du Soleil, qui à son tour orbite autour de la Terre, similaire au système Tychonic proposé plus tard par Tycho Brahe à la fin du 16ème siècle. La plupart des astronomes de l'école du Kerala qui l'ont suivi ont accepté son modèle planétaire. [34] [35]

Astronomie musulmane médiévale

Au XIe siècle, le transit de Vénus a été observé par Avicenne, qui a établi que Vénus était, au moins parfois, sous le Soleil. [36] Au 12ème siècle, Ibn Bajjah a observé "deux planètes comme des taches noires sur la face du Soleil", qui a été identifié plus tard comme un transit de Mercure et de Vénus par l'astronome Maragha Qotb al-Din Shirazi au 13ème siècle. [37] Ibn Bajjah n'a pas pu observer un transit de Vénus, car aucun ne s'est produit de son vivant. [38]

Renaissance européenne

planètes de la Renaissance,
c. 1543 à 1610 et c. 1680 à 1781
1
Mercure
2
Vénus
3
Terre
4
Mars
5
Jupiter
6
Saturne

Avec l'avènement de la révolution scientifique, l'utilisation du terme "planète" est passée de quelque chose qui se déplaçait dans le ciel (par rapport au champ d'étoiles) à un corps qui tournait autour de la Terre (ou que l'on croyait le faire à l'époque) et au 18ème siècle à quelque chose qui tournait directement autour du Soleil lorsque le modèle héliocentrique de Copernic, Galilée et Kepler a pris de l'ampleur.

Ainsi, la Terre est devenue incluse dans la liste des planètes, [39] alors que le Soleil et la Lune ont été exclus. Au début, lorsque les premiers satellites de Jupiter et de Saturne ont été découverts au XVIIe siècle, les termes « planète » et « satellite » étaient utilisés de manière interchangeable – bien que ce dernier devienne progressivement plus répandu au siècle suivant. [40] Jusqu'au milieu du 19ème siècle, le nombre de "planètes" a augmenté rapidement parce que tout objet nouvellement découvert en orbite directe autour du Soleil était répertorié comme une planète par la communauté scientifique.

19ème siècle

Onze planètes, 1807-1845
1
Mercure
2
Vénus
3
Terre
4
Mars
5
Vesta
6
Junon
7
Cérès
8
Pallas
9
Jupiter
10
Saturne
11
Uranus

Au 19ème siècle, les astronomes ont commencé à se rendre compte que les corps récemment découverts qui avaient été classés comme planètes pendant près d'un demi-siècle (comme Cérès, Pallas, Juno et Vesta) étaient très différents des corps traditionnels. Ces corps partageaient la même région de l'espace entre Mars et Jupiter (la ceinture d'astéroïdes) et avaient une masse beaucoup plus petite en conséquence, ils ont été reclassés en « astéroïdes ». En l'absence de toute définition formelle, une "planète" en est venue à être comprise comme tout "grand" corps en orbite autour du Soleil. Parce qu'il y avait un écart de taille dramatique entre les astéroïdes et les planètes, et la vague de nouvelles découvertes semblait avoir pris fin après la découverte de Neptune en 1846, il n'y avait aucun besoin apparent d'avoir une définition formelle. [41]

20ième siècle

Planètes 1854-1930, planètes solaires 2006-présent
1
Mercure
2
Vénus
3
Terre
4
Mars
5
Jupiter
6
Saturne
7
Uranus
8
Neptune

Au 20ème siècle, Pluton a été découvert. Après que les premières observations aient conduit à croire qu'il était plus grand que la Terre, [42] l'objet a été immédiatement accepté comme la neuvième planète. Une surveillance plus poussée a révélé que le corps était en réalité beaucoup plus petit : en 1936, Ray Lyttleton a suggéré que Pluton pourrait être un satellite échappé de Neptune [43] et Fred Whipple a suggéré en 1964 que Pluton pourrait être une comète. [44] Comme il était encore plus gros que tous les astéroïdes connus et que la population de planètes naines et d'autres objets transneptuniens n'était pas bien observée, [45] il a conservé son statut jusqu'en 2006.

Planètes (solaires) 1930-2006
1
Mercure
2
Vénus
3
Terre
4
Mars
5
Jupiter
6
Saturne
7
Uranus
8
Neptune
9
Pluton

En 1992, les astronomes Aleksander Wolszczan et Dale Frail ont annoncé la découverte de planètes autour d'un pulsar, PSR B1257+12. [46] Cette découverte est généralement considérée comme la première détection définitive d'un système planétaire autour d'une autre étoile. Puis, le 6 octobre 1995, Michel Mayor et Didier Queloz de l'Observatoire de Genève ont annoncé la première détection définitive d'une exoplanète en orbite autour d'une étoile ordinaire de la séquence principale (51 Pegasi). [47]

La découverte des planètes extrasolaires a conduit à une autre ambiguïté dans la définition d'une planète : le point auquel une planète devient une étoile. De nombreuses planètes extrasolaires connues ont plusieurs fois la masse de Jupiter, approchant celle d'objets stellaires connus sous le nom de naines brunes. Les naines brunes sont généralement considérées comme des étoiles en raison de leur capacité à fusionner le deutérium, un isotope plus lourd de l'hydrogène. Bien que des objets plus massifs que 75 fois celui de Jupiter fusionnent de l'hydrogène, des objets de 13 masses seulement peuvent fusionner du deutérium. Le deutérium est assez rare, et la plupart des naines brunes auraient cessé de fusionner le deutérium bien avant leur découverte, ce qui les rend indiscernables des planètes supermassives. [48]

21e siècle

Avec la découverte au cours de la seconde moitié du 20e siècle de plus d'objets dans le système solaire et de grands objets autour d'autres étoiles, des différends ont surgi sur ce qui devrait constituer une planète. Il y avait des désaccords particuliers sur la question de savoir si un objet devait être considéré comme une planète s'il faisait partie d'une population distincte telle qu'une ceinture, ou s'il était suffisamment grand pour générer de l'énergie par la fusion thermonucléaire du deutérium.

Un nombre croissant d'astronomes ont plaidé en faveur de la déclassification de Pluton en tant que planète, car de nombreux objets similaires approchant sa taille avaient été trouvés dans la même région du système solaire (la ceinture de Kuiper) au cours des années 1990 et au début des années 2000. Pluton s'est avéré être juste un petit corps dans une population de milliers.

Certains d'entre eux, comme Quaoar, Sedna et Eris, ont été présentés dans la presse populaire comme la dixième planète, n'ayant pas reçu une large reconnaissance scientifique. L'annonce d'Eris en 2005, un objet alors considéré comme 27% plus massif que Pluton, a créé la nécessité et le désir du public d'une définition officielle d'une planète.

Reconnaissant le problème, l'IAU a commencé à créer la définition de planète et en a produit une en août 2006. Le nombre de planètes est tombé aux huit corps significativement plus grands qui avaient dégagé leur orbite (Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Uranus et Neptune), et une nouvelle classe de planètes naines a été créée, contenant initialement trois objets (Cérès, Pluton et Eris). [49]

Planètes extrasolaires

Il n'y a pas de définition officielle des planètes extrasolaires. En 2003, le groupe de travail de l'Union astronomique internationale (UAI) sur les planètes extrasolaires a publié une déclaration de position, mais cette déclaration de position n'a jamais été proposée comme résolution officielle de l'AIU et n'a jamais été votée par les membres de l'AIU. La déclaration de positions intègre les directives suivantes, principalement axées sur la frontière entre les planètes et les naines brunes : [2]

  1. Les objets dont la masse réelle est inférieure à la masse limite pour la fusion thermonucléaire du deutérium (actuellement calculée comme étant 13 fois la masse de Jupiter pour les objets ayant la même abondance isotopique que le Soleil [50] ) qui orbitent autour d'étoiles ou de restes stellaires sont des « planètes » (non peu importe comment ils se sont formés). La masse et la taille minimales requises pour qu'un objet extrasolaire soit considéré comme une planète devraient être les mêmes que celles utilisées dans le système solaire.
  2. Les objets substellaires avec des masses réelles supérieures à la masse limite pour la fusion thermonucléaire du deutérium sont des "naines brunes", peu importe comment elles se sont formées ou où elles se trouvent.
  3. Les objets flottant librement dans les amas d'étoiles jeunes avec des masses inférieures à la masse limite pour la fusion thermonucléaire du deutérium ne sont pas des « planètes », mais sont des « naines sous-brunes » (ou quel que soit le nom le plus approprié).

Cette définition de travail a été modifiée par la Commission F2 de l'IAU : Exoplanets and the Solar System en août 2018. [51] La définition de travail officielle d'un exoplanète est désormais la suivante :

  • Objets avec des masses réelles inférieures à la masse limite pour la fusion thermonucléaire du deutérium (actuellement calculées à 13 masses de Jupiter pour les objets de métallicité solaire) qui orbitent autour d'étoiles, de naines brunes ou de restes stellaires et qui ont un rapport de masse avec l'objet central en dessous du L4/ Instabilité L5 (H/Mcentral < 2/(25+ √ 621) sont des "planètes" (peu importe comment elles se sont formées).
  • La masse/taille minimale requise pour qu'un objet extrasolaire soit considéré comme une planète devrait être la même que celle utilisée dans notre système solaire.

L'AIU a noté que cette définition pourrait évoluer à mesure que les connaissances s'améliorent.

Une définition d'une naine sous-brune est un objet de masse planétaire qui s'est formé par effondrement des nuages ​​plutôt que par accrétion. Cette distinction de formation entre une naine sous-brune et une planète n'est pas universellement acceptée. Les astronomes sont divisés en deux camps quant à savoir s'il faut considérer le processus de formation d'une planète dans le cadre de sa division dans la classification. [52] L'une des raisons de la dissidence est qu'il n'est souvent pas possible de déterminer le processus de formation. Par exemple, une planète formée par accrétion autour d'une étoile peut être éjectée du système pour devenir flottante, et de même une naine sub-brune qui s'est formée d'elle-même dans un amas d'étoiles par effondrement des nuages ​​peut être capturée en orbite autour d'une étoile. .

Une étude suggère que les objets au-dessus de 10 M Jup formées par l'instabilité gravitationnelle et ne doivent pas être considérées comme des planètes. [53]

La coupure de 13 Jupiter-masse représente une masse moyenne plutôt qu'une valeur seuil précise. Les gros objets fusionneront la plupart de leur deutérium et les plus petits ne fusionneront que très peu, et le 13 M J la valeur est quelque part entre les deux. En effet, les calculs montrent qu'un objet fusionne 50% de sa teneur initiale en deutérium lorsque la masse totale se situe entre 12 et 14 M J. [54] La quantité de deutérium fondu dépend non seulement de la masse mais aussi de la composition de l'objet, de la quantité d'hélium et de deutérium présents. [55] À partir de 2011, l'Encyclopédie des planètes extrasolaires incluait des objets jusqu'à 25 masses de Jupiter, en disant : « Le fait qu'il n'y a pas de particularité autour de 13 M Jup dans le spectre de masse observé renforce le choix d'oublier cette limite de masse". [56] En 2016, cette limite a été augmentée à 60 masses de Jupiter [57] sur la base d'une étude des relations masse-densité. [58] L'Exoplanet Data Explorer comprend objets jusqu'à 24 masses de Jupiter avec l'avis : « La distinction 13 masse de Jupiter par le groupe de travail de l'IAU n'est physiquement pas motivée pour les planètes à noyaux rocheux et est problématique d'un point de vue observationnel en raison de l'ambiguïté sin i. » [59] Les archives des exoplanètes de la NASA incluent objets avec une masse (ou masse minimale) égale ou inférieure à 30 masses de Jupiter.[60]

Un autre critère pour séparer les planètes et les naines brunes, plutôt que la fusion du deutérium, le processus de formation ou l'emplacement, est de savoir si la pression centrale est dominée par la pression de coulomb ou la pression de dégénérescence des électrons. [61] [62]

2006 IAU définition de la planète

La question de la limite inférieure a été abordée lors de la réunion de 2006 de l'Assemblée générale de l'AIU. Après de nombreux débats et une proposition qui a échoué, une large majorité de ceux qui restaient à la réunion ont voté pour adopter une résolution. La résolution de 2006 définit les planètes du système solaire comme suit : [1]

Selon cette définition, le système solaire est considéré comme ayant huit planètes. Les corps qui remplissent les deux premières conditions mais pas la troisième (comme Cérès, Pluton et Éris) sont classés comme planètes naines, à condition qu'ils ne soient pas également des satellites naturels d'autres planètes. À l'origine, un comité de l'AIU avait proposé une définition qui aurait inclus un nombre beaucoup plus grand de planètes car elle n'incluait pas (c) comme critère. [63] Après de nombreuses discussions, il a été décidé par un vote que ces organes devraient plutôt être classés comme planètes naines. [64]

Cette définition est basée sur les théories de la formation planétaire, dans lesquelles les embryons planétaires dégagent initialement leur voisinage orbital d'autres objets plus petits. Comme décrit par l'astronome Steven Soter :

Le produit final de l'accrétion de disque secondaire est un petit nombre de corps relativement grands (planètes) sur des orbites non sécantes ou résonnantes, ce qui empêche les collisions entre eux. Les planètes et comètes mineures, y compris les KBO [objets de la ceinture de Kuiper], diffèrent des planètes en ce qu'elles peuvent entrer en collision les unes avec les autres et avec des planètes. [65]

La définition de l'IAU de 2006 présente certains défis pour les exoplanètes parce que le langage est spécifique au système solaire et parce que les critères d'arrondi et de dégagement de la zone orbitale ne sont pas observables actuellement.

Le critère de Margot

L'astronome Jean-Luc Margot a proposé un critère mathématique qui détermine si un objet peut dégager son orbite pendant la durée de vie de son étoile hôte, en fonction de la masse de la planète, de son demi-grand axe et de la masse de son étoile hôte. [66] [67] La ​​formule produit une valeur [f] appelée qui est supérieure à 1 pour les planètes. Les huit planètes connues et toutes les exoplanètes connues ont des valeurs supérieures à 100, tandis que Cérès, Pluton et Éris ont des valeurs de 0,1 ou moins. Les objets avec des valeurs de 1 ou plus devraient également être approximativement sphériques, de sorte que les objets qui remplissent l'exigence de dégagement de la zone orbitale remplissent automatiquement l'exigence de circularité. [68]

Objets anciennement considérés planètes

Le tableau ci-dessous répertorie les corps du système solaire autrefois considérés comme des planètes mais ne sont plus considérés comme tels par l'IAU, ainsi que s'ils seraient considérés comme des planètes selon des définitions alternatives, telles que la définition de Soter en 2006 [65] qui favorise la dominance dynamique ou celle de Stern en 2002. [69] et 2017 définitions [70] qui favorisent l'équilibre hydrostatique.

Cérès a ensuite été classée par l'IAU comme une planète naine en 2006.

La déclaration des grands objets de la ceinture de Kuiper nouvellement découverts en tant que planètes – en particulier Eris – a déclenché la décision de l'AIU d'août 2006 sur ce qu'est une planète.

Les noms des planètes dans le monde occidental sont dérivés des pratiques de nommage des Romains, qui dérivent finalement de celles des Grecs et des Babyloniens. Dans la Grèce antique, les deux grands luminaires que sont le Soleil et la Lune s'appelaient Hélios et Sélène, deux anciennes divinités du Titanic, la planète la plus lente (Saturne) s'appelait Phainon, le méné suivi de Phaéton (Jupiter), "brillante" la planète rouge (Mars) était connue sous le nom Pyroeis, la « fougueuse » la plus brillante (Vénus) était connue sous le nom de Phosphore, le porteur de lumière et la planète finale éphémère (Mercure) s'appelait Stilbon, la lueur. Les Grecs ont également attribué à chaque planète une parmi leur panthéon de dieux, les Olympiens et les Titans antérieurs :

    et Selene étaient les noms des planètes et des dieux, tous deux Titans (plus tard supplantés par les OlympiensApollon et Artémis)
  • Phainon était sacré pour Cronos, le Titan qui a engendré les Olympiens
  • Phaethon était sacré pour Zeus, le fils de Cronos qui l'a déposé comme roi
  • Pyroeis a été donné à Arès, fils de Zeus et dieu de la guerre
  • Phosphoros était gouverné par Aphrodite, la déesse de l'amour et
  • Stilbon avec son mouvement rapide, était gouverné par Hermès, messager des dieux et dieu du savoir et de l'esprit. [21]

La pratique grecque consistant à greffer les noms de leurs dieux sur les planètes a presque certainement été empruntée aux Babyloniens. Les Babyloniens nommèrent Phosphoros [Vénus] d'après leur déesse de l'amour, Ishtar Pyroeis [Mars] après leur dieu de la guerre, Nergal, Stilbon [Saturne] après leur dieu de la sagesse Nabu, et Phaethon [Jupiter] après leur dieu principal, Mardouk. [78] Il y a trop de concordances entre les conventions de nommage grecques et babyloniennes pour qu'elles aient surgi séparément. [21] La traduction n'était pas parfaite. Par exemple, le babylonien Nergal était un dieu de la guerre, et donc les Grecs l'ont identifié avec Ares. Contrairement à Ares, Nergal était aussi le dieu de la peste et des enfers. [79]

Aujourd'hui, la plupart des gens dans le monde occidental connaissent les planètes par des noms dérivés du panthéon des dieux olympiens. Bien que les Grecs modernes utilisent encore leurs anciens noms pour les planètes, d'autres langues européennes, en raison de l'influence de l'Empire romain et, plus tard, de l'Église catholique, utilisent les noms romains (latins) plutôt que grecs. Les Romains, qui, comme les Grecs, étaient des Indo-européens, partageaient avec eux un panthéon commun sous des noms différents mais manquaient des riches traditions narratives que la culture poétique grecque avait données à leurs dieux. Au cours de la dernière période de la République romaine, les écrivains romains ont emprunté une grande partie des récits grecs et les ont appliqués à leur propre panthéon, au point qu'ils sont devenus pratiquement indiscernables. [80] Lorsque les Romains étudiaient l'astronomie grecque, ils donnaient aux planètes les noms de leurs propres dieux : Mercure (pour Hermès), Vénus (Aphrodite), Mars (Arès), Iuppiter (Zeus) et Saturne (Cronos). Lorsque des planètes ultérieures ont été découvertes aux 18e et 19e siècles, la pratique de nommage a été conservée avec Neptnus (Poséidon). Uranus est unique en ce qu'il porte le nom d'une divinité grecque plutôt que son homologue romain.

Certains Romains, suivant une croyance peut-être originaire de Mésopotamie mais développée dans l'Égypte hellénistique, croyaient que les sept dieux dont les planètes ont été nommées se relayaient toutes les heures pour s'occuper des affaires sur Terre. L'ordre des changements allait de Saturne, Jupiter, Mars, Soleil, Vénus, Mercure, Lune (de la planète la plus éloignée à la plus proche). [81] Par conséquent, le premier jour a commencé par Saturne (1ère heure), le deuxième jour par le Soleil (25ème heure), suivi par la Lune (49ème heure), Mars, Mercure, Jupiter et Vénus. Parce que chaque jour a été nommé par le dieu qui l'a commencé, c'est aussi l'ordre des jours de la semaine dans le calendrier romain après le rejet du cycle nundinal – et toujours préservé dans de nombreuses langues modernes. [82] En anglais, samedi, dimanche, et lundi sont des traductions directes de ces noms romains. Les autres jours ont été renommés après Tīw (Mardi), Wōden (Mercredi), unor (jeudi), et À partir de (vendredi), les dieux anglo-saxons considérés comme similaires ou équivalents à Mars, Mercure, Jupiter et Vénus, respectivement.

La Terre est la seule planète dont le nom en anglais n'est pas dérivé de la mythologie gréco-romaine.Parce qu'il n'a été généralement accepté comme planète qu'au 17ème siècle, [39] il n'y a aucune tradition de le nommer d'après un dieu. (Il en va de même, en anglais du moins, du Soleil et de la Lune, bien qu'ils ne soient plus généralement considérés comme des planètes.) Le nom vient du vieil anglais. eorþe, qui était le mot pour "terre" et "terre" ainsi que la Terre elle-même. [83] Comme ses équivalents dans les autres langues germaniques, il dérive finalement du mot proto-germanique euh, comme on peut le voir en anglais Terre, l'Allemand Erde, les Hollandais aarde, et le scandinave jord. De nombreuses langues romanes conservent le vieux mot romain terre (ou une variante de celui-ci) qui a été utilisé avec le sens de « terre sèche » par opposition à « mer ». [84] Les langues non romanes utilisent leurs propres mots natifs. Les Grecs conservent leur nom d'origine, Γή (Ge).

Les cultures non européennes utilisent d'autres systèmes de dénomination planétaire. L'Inde utilise un système basé sur le Navagraha, qui intègre les sept planètes traditionnelles (Surya pour le Soleil, Chandra pour la Lune, Bouddha pour Mercure, Shukra pour Vénus, Mangala pour Mars, Bṛhaspati pour Jupiter, et Shani pour Saturne) et les nœuds lunaires ascendants et descendants Rahu et Ketu.

La Chine et les pays d'Asie orientale historiquement soumis à l'influence culturelle chinoise (comme le Japon, la Corée et le Vietnam) utilisent un système de nommage basé sur les cinq éléments chinois : eau (Mercure), métal (Vénus), feu (Mars), bois ( Jupiter) et la terre (Saturne). [82]

Dans l'astronomie hébraïque traditionnelle, les sept planètes traditionnelles ont (pour la plupart) des noms descriptifs - le Soleil est חמה amma ou "la chaude", la Lune est לבנה Levanah ou "la blanche", Vénus est כוכב נוגה Kokhav Nogah ou "la planète brillante", Mercure est כוכב Kokhav ou "la planète" (étant donné son absence de traits distinctifs), Mars est מאדים Ma'adim ou "le rouge", et Saturne est שבתאי Chabbataï ou « celle au repos » (en référence à son mouvement lent par rapport aux autres planètes visibles). [85] L'intrus est Jupiter, appelé צדק Tzedeq ou "justice". Steiglitz suggère que cela peut être un euphémisme pour le nom original de כוכב בעל Kokhav Baal ou "la planète de Baal", considérée comme idolâtre et euphémisée de la même manière qu'Ishbosheth de II Samuel. [85]

En arabe, Mercure est عُطَارِد (Uṭārid, apparenté à Ishtar / Astarte), Vénus est الزهرة (az-Zuhara, "le brillant", [86] une épithète de la déesse Al-'Uzzá [87] ), la Terre est الأرض (al-ʾArḍ, de la même racine que eretz), Mars est اَلْمِرِّيخ (al-Mirrikh, signifiant "flèche sans plume" en raison de son mouvement rétrograde [88] ), Jupiter est المشتري (al-Muštarī, "le fiable", de l'akkadien [89] ) et Saturne est زُحَل (Zuḥal, "retireur" [90] ). [91] [92]

On ne sait pas avec certitude comment se forment les planètes. La théorie dominante est qu'ils se forment lors de l'effondrement d'une nébuleuse en un mince disque de gaz et de poussière. Une protoétoile se forme au cœur, entourée d'un disque protoplanétaire en rotation. Par accrétion (un processus de collision collante), les particules de poussière dans le disque accumulent régulièrement de la masse pour former des corps de plus en plus gros. Des concentrations locales de masse connues sous le nom de planétésimaux se forment, et celles-ci accélèrent le processus d'accrétion en attirant de la matière supplémentaire par leur attraction gravitationnelle. Ces concentrations deviennent de plus en plus denses jusqu'à ce qu'elles s'effondrent sous l'effet de la gravité pour former des protoplanètes. [93] Après qu'une planète ait atteint une masse un peu plus grande que la masse de Mars, elle commence à accumuler une atmosphère étendue, [94] augmentant considérablement le taux de capture des planétésimaux au moyen de la traînée atmosphérique. [95] [96] Selon l'histoire d'accrétion des solides et du gaz, une planète géante, une géante de glace ou une planète terrestre peut en résulter. [97] [98] [99]

Lorsque la protoétoile a grandi de telle sorte qu'elle s'enflamme pour former une étoile, le disque survivant est retiré de l'intérieur vers l'extérieur par photoévaporation, le vent solaire, la traînée Poynting-Robertson et d'autres effets. [100] [101] Par la suite, il peut encore y avoir de nombreuses protoplanètes en orbite autour de l'étoile ou les unes autour des autres, mais avec le temps, beaucoup entreront en collision, soit pour former une seule planète plus grande, soit pour libérer du matériel que d'autres protoplanètes ou planètes plus grandes absorberont. [102] Ces objets qui sont devenus suffisamment massifs captureront la plupart de la matière dans leurs voisinages orbitaux pour devenir des planètes. Les protoplanètes qui ont évité les collisions peuvent devenir des satellites naturels des planètes grâce à un processus de capture gravitationnelle, ou rester dans les ceintures d'autres objets pour devenir des planètes naines ou de petits corps.

Les impacts énergétiques des plus petits planétésimaux (ainsi que la désintégration radioactive) réchaufferont la planète en croissance, la faisant fondre au moins partiellement. L'intérieur de la planète commence à se différencier en masse, développant un noyau plus dense. [103] Les planètes telluriques plus petites perdent la plupart de leur atmosphère à cause de cette accrétion, mais les gaz perdus peuvent être remplacés par le dégazage du manteau et de l'impact ultérieur des comètes. [104] (Les planètes plus petites perdront toute atmosphère qu'elles gagneront grâce à divers mécanismes d'échappement.)

Avec la découverte et l'observation de systèmes planétaires autour d'étoiles autres que le Soleil, il devient possible d'élaborer, de réviser voire de remplacer ce récit. Le niveau de métallicité - un terme astronomique décrivant l'abondance d'éléments chimiques avec un numéro atomique supérieur à 2 (hélium) - est maintenant censé déterminer la probabilité qu'une étoile ait des planètes. [105] Par conséquent, on pense qu'une étoile de population I riche en métaux aura probablement un système planétaire plus important qu'une étoile de population II pauvre en métaux.

Selon la définition de l'IAU, il y a huit planètes dans le système solaire, qui sont de plus en plus éloignées du Soleil :

Jupiter est le plus grand, avec 318 masses terrestres, tandis que Mercure est le plus petit, avec 0,055 masses terrestres.

Les planètes du système solaire peuvent être divisées en catégories en fonction de leur composition :

  • Terrestres: Planètes similaires à la Terre, avec des corps composés en grande partie de roches : Mercure, Vénus, Terre et Mars. À 0,055 masse terrestre, Mercure est la plus petite planète terrestre (et la plus petite planète) du système solaire. La Terre est la plus grande planète terrestre.
  • Planètes géantes (Joviens) : planètes massives nettement plus massives que les terrestres : Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune.
    • Géantes gazeuses, Jupiter et Saturne, sont des planètes géantes principalement composées d'hydrogène et d'hélium et sont les planètes les plus massives du système solaire. Jupiter, à 318 masses terrestres, est la plus grande planète du système solaire, et Saturne est un tiers aussi massive, à 95 masses terrestres.
    • Géants de glace, Uranus et Neptune, sont principalement composés de matériaux à bas point d'ébullition tels que l'eau, le méthane et l'ammoniac, avec des atmosphères épaisses d'hydrogène et d'hélium. Elles ont une masse nettement inférieure à celle des géantes gazeuses (seulement 14 et 17 masses terrestres).

    Le nombre de planètes géophysiques dans le système solaire est inconnu - auparavant considéré comme potentiellement dans les centaines, mais maintenant seulement estimé à seulement deux chiffres. [106]

    Attributs planétaires

    (a) Trouver des valeurs absolues dans l'article Terre

    Une exoplanète (planète extrasolaire) est une planète en dehors du système solaire. Au 22 juin 2021, il y avait 4 768 exoplanètes confirmées dans 3 527 systèmes planétaires, 783 systèmes ayant plus d'une planète. [107] [108] [109] [110]

    Début 1992, les radioastronomes Aleksander Wolszczan et Dale Frail ont annoncé la découverte de deux planètes en orbite autour du pulsar PSR 1257+12. [46] Cette découverte a été confirmée et est généralement considérée comme la première détection définitive d'exoplanètes. On pense que ces planètes de pulsar se sont formées à partir des restes inhabituels de la supernova qui a produit le pulsar, lors d'un deuxième cycle de formation de planètes, ou bien qu'elles sont les noyaux rocheux restants de planètes géantes qui ont survécu à la supernova et se sont ensuite désintégrées dans leurs orbites actuelles .

    La première découverte confirmée d'une planète extrasolaire en orbite autour d'une étoile ordinaire de la séquence principale a eu lieu le 6 octobre 1995, lorsque Michel Mayor et Didier Queloz de l'Université de Genève ont annoncé la détection d'une exoplanète autour de 51 Pegasi. Depuis lors jusqu'à la mission Kepler, les planètes extrasolaires les plus connues étaient des géantes gazeuses comparables en masse à Jupiter ou plus grandes car elles étaient plus facilement détectées. Le catalogue des planètes candidates de Kepler se compose principalement de planètes de la taille de Neptune et plus petites, jusqu'à plus petites que Mercure.

    Il existe des types de planètes qui n'existent pas dans le système solaire : les super-Terres et les mini-Neptunes, qui pourraient être rocheuses comme la Terre ou un mélange de composés volatils et de gaz comme Neptune - un rayon de 1,75 fois celui de la Terre est une division possible. frontière entre les deux types de planètes. [111] Il y a des Jupiters chauds qui orbitent très près de leur étoile et peuvent s'évaporer pour devenir des planètes chtoniennes, qui sont les noyaux restants. Un autre type de planète possible est celui des planètes carbonées, qui se forment dans des systèmes avec une proportion plus élevée de carbone que dans le système solaire.

    Une étude de 2012, analysant les données de microlentilles gravitationnelles, estime une moyenne d'au moins 1,6 planète liée pour chaque étoile de la Voie lactée. [dix]

    Environ 1 étoile semblable au Soleil sur 5 a une planète [d] de la taille de la Terre dans la zone habitable [e], donc la plus proche devrait se trouver à moins de 12 années-lumière de la Terre. [11] [112] La fréquence d'apparition de telles planètes terrestres est l'une des variables de l'équation de Drake, qui estime le nombre de civilisations intelligentes et communicantes qui existent dans la Voie lactée. [113]

    Il y a des exoplanètes qui sont beaucoup plus proches de leur étoile mère que n'importe quelle planète du système solaire ne l'est du Soleil, et il y a aussi des exoplanètes qui sont beaucoup plus éloignées de leur étoile. Mercure, la planète la plus proche du Soleil à 0,4 UA, met 88 jours pour une orbite, mais les orbites les plus courtes connues pour les exoplanètes ne prennent que quelques heures, voir Planète à période ultra-courte. Le système Kepler-11 a cinq de ses planètes sur des orbites plus courtes que celle de Mercure, toutes beaucoup plus massives que Mercure. Neptune est à 30 UA du Soleil et met 165 ans en orbite, mais il y a des exoplanètes qui sont à des centaines d'UA de leur étoile et mettent plus de mille ans pour orbiter, par ex. 1RXS1609 b.

    UNE objet de masse planétaire (PMO), avion, [114] ou corps planétaire est un objet céleste dont la masse correspond à la définition d'une planète : assez massive pour atteindre l'équilibre hydrostatique (à arrondir sous sa propre gravité), mais pas assez pour soutenir la fusion du noyau comme une étoile. [115] [116] Par définition, toutes les planètes sont objets de masse planétaire, mais le but de ce terme est de désigner des objets qui ne sont pas conformes aux attentes typiques d'une planète. Ceux-ci incluent des planètes naines, qui sont arrondies par leur propre gravité mais pas assez massives pour dégager leur propre orbite, des lunes de masse planétaire et des planemos flottant librement, qui peuvent avoir été éjectées d'un système (planètes voyous) ou formées à travers des nuages. l'effondrement plutôt que l'accrétion (parfois appelées naines sous-brunes).

    Planètes naines

    Une planète naine est un objet de masse planétaire qui n'est ni une vraie planète ni un satellite naturel, il est en orbite directe d'une étoile, et est suffisamment massif pour que sa gravité le comprime en une forme hydrostatiquement équilibrée (généralement un sphéroïde), mais n'a pas nettoyé le voisinage d'autres matériaux autour de son orbite. Le planétologue et chercheur principal de New Horizons Alan Stern, qui a proposé le terme « planète naine », a fait valoir que l'emplacement ne devrait pas avoir d'importance et que seuls les attributs géophysiques devraient être pris en compte, et que les planètes naines sont donc un sous-type de planète. L'IAU a accepté le terme (plutôt que le terme «planétoïde» plus neutre) mais a décidé de classer les planètes naines comme une catégorie distincte d'objets. [117]

    Planètes voyous

    Plusieurs simulations informatiques de la formation des systèmes stellaires et planétaires ont suggéré que certains objets de masse planétaire seraient éjectés dans l'espace interstellaire. [118] De tels objets sont généralement appelés planètes voyous.

    Les naines sous-brunes

    Les étoiles se forment via l'effondrement gravitationnel des nuages ​​de gaz, mais des objets plus petits peuvent également se former via l'effondrement des nuages. Les objets de masse planétaire formés de cette façon sont parfois appelés naines sous-brunes. Les naines sub-brunes peuvent flotter librement comme Cha 110913-773444 [120] et OTS 44, [121] ou en orbite autour d'un objet plus gros comme 2MASS J04414489+2301513.

    Les systèmes binaires de naines sous-brunes sont théoriquement possibles Oph 162225-240515 était initialement considéré comme un système binaire d'une naine brune de 14 masses de Jupiter et d'une naine sous-brune de 7 masses de Jupiter, mais d'autres observations ont révisé les masses estimées à la hausse à supérieure à 13 masses de Jupiter, ce qui en fait des naines brunes selon les définitions de travail de l'IAU. [122] [123] [124]

    Anciennes stars

    Dans les systèmes stellaires binaires proches, l'une des étoiles peut perdre de la masse au profit d'un compagnon plus lourd. Les pulsars alimentés par accrétion peuvent entraîner une perte de masse. L'étoile qui rétrécit peut alors devenir un objet de masse planétaire. Un exemple est un objet de la masse de Jupiter en orbite autour du pulsar PSR J1719-1438. [125] Ces naines blanches rétrécies peuvent devenir une planète d'hélium ou une planète de carbone.

    Planètes satellites

    Certains gros satellites (lunes) sont de taille similaire ou plus grande que la planète Mercure, par ex. Les lunes galiléennes de Jupiter et Titan. Les partisans de la définition géophysique des planètes soutiennent que l'emplacement ne devrait pas avoir d'importance et que seuls les attributs géophysiques devraient être pris en compte dans la définition d'une planète. Alan Stern propose le terme planète satellite pour un satellite de la taille d'une planète. [126]

    Planètes capturées

    Les planètes voyous dans les amas stellaires ont des vitesses similaires à celles des étoiles et peuvent donc être recapturées. Ils sont généralement capturés sur des orbites larges entre 100 et 10 5 UA. L'efficacité de capture diminue avec l'augmentation du volume de cluster, et pour une taille de cluster donnée, elle augmente avec la masse hôte/primaire. Il est presque indépendant de la masse planétaire. Des planètes simples et multiples pourraient être capturées dans des orbites non alignées arbitraires, non coplanaires les unes avec les autres ou avec le spin de l'hôte stellaire, ou un système planétaire préexistant. [127]

    Bien que chaque planète ait des caractéristiques physiques uniques, un certain nombre de points communs existent entre elles. Certaines de ces caractéristiques, comme les anneaux ou les satellites naturels, n'ont encore été observées que sur les planètes du système solaire, tandis que d'autres sont également couramment observées sur les planètes extrasolaires.

    Caractéristiques dynamiques

    Orbite

    Selon les définitions actuelles, toutes les planètes doivent tourner autour d'étoiles, ainsi, toutes les "planètes voyous" potentielles sont exclues. Dans le système solaire, toutes les planètes tournent autour du Soleil dans le même sens que le Soleil tourne (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre vu du dessus du pôle nord du Soleil). Au moins une planète extrasolaire, WASP-17b, a été découverte en orbite dans la direction opposée à la rotation de son étoile. [128] La période d'une révolution de l'orbite d'une planète est connue comme sa période sidérale ou an. [129] L'année d'une planète dépend de sa distance à son étoile, plus une planète est éloignée de son étoile, non seulement plus la distance qu'elle doit parcourir est longue, mais aussi plus sa vitesse est lente, car elle est moins affectée par la gravité de son étoile. L'orbite d'aucune planète n'est parfaitement circulaire, et donc la distance de chacune varie au cours de son année. L'approche la plus proche de son étoile s'appelle son périastron (périhélie dans le système solaire), tandis que sa séparation la plus éloignée de l'étoile s'appelle son apastron (aphélie). À mesure qu'une planète s'approche du périastron, sa vitesse augmente à mesure qu'elle échange de l'énergie potentielle gravitationnelle contre de l'énergie cinétique, tout comme un objet qui tombe sur Terre accélère lorsqu'il tombe lorsque la planète atteint un apastron, sa vitesse diminue, tout comme un objet jeté vers le haut sur Terre ralentit lorsqu'il atteint le sommet de sa trajectoire. [130]

    L'orbite de chaque planète est délimitée par un ensemble d'éléments :

      le excentricité d'une orbite décrit à quel point l'orbite d'une planète est allongée. Les planètes à faible excentricité ont des orbites plus circulaires, tandis que les planètes à haute excentricité ont des orbites plus elliptiques. Les planètes du système solaire ont des excentricités très faibles, et donc des orbites presque circulaires. [129] Les comètes et les objets de la ceinture de Kuiper (ainsi que plusieurs planètes extrasolaires) ont des excentricités très élevées, et donc des orbites extrêmement elliptiques. [131][132]

    Inclinaison axiale

    Les planètes ont également divers degrés d'inclinaison axiale, elles se trouvent à un angle par rapport au plan de l'équateur de leurs étoiles. Cela fait varier la quantité de lumière reçue par chaque hémisphère au cours de son année lorsque l'hémisphère nord pointe loin de son étoile, l'hémisphère sud pointe vers elle, et vice versa. Chaque planète a donc des saisons, des changements de climat au cours de son année. L'heure à laquelle chaque hémisphère pointe le plus loin ou le plus proche de son étoile est connue sous le nom de solstice. Chaque planète en a deux au cours de son orbite lorsqu'un hémisphère a son solstice d'été, lorsque son jour est le plus long, l'autre a son solstice d'hiver, lorsque son jour est le plus court. La quantité variable de lumière et de chaleur reçue par chaque hémisphère crée des changements annuels dans les conditions météorologiques pour chaque moitié de la planète. L'inclinaison axiale de Jupiter est très faible, sa variation saisonnière est donc minime. Uranus, en revanche, a une inclinaison axiale si extrême qu'elle est pratiquement sur le côté, ce qui signifie que ses hémisphères sont soit perpétuellement à la lumière du soleil, soit perpétuellement dans l'obscurité à l'époque. de ses solstices. [135] Parmi les planètes extrasolaires, les inclinaisons axiales ne sont pas connues avec certitude, bien que l'on pense que la plupart des Jupiters chauds ont une inclinaison axiale négligeable ou nulle en raison de leur proximité avec leurs étoiles. [136]

    Rotation

    Les planètes tournent autour d'axes invisibles passant par leurs centres. La période de rotation d'une planète est connue sous le nom de jour stellaire.La plupart des planètes du système solaire tournent dans la même direction qu'elles orbitent autour du Soleil, qui est dans le sens inverse des aiguilles d'une montre vu du dessus du pôle nord du Soleil, les exceptions étant Vénus [137] et Uranus, [138] qui tournent dans le sens des aiguilles d'une montre, bien que l'inclinaison axiale extrême d'Uranus signifie qu'il existe des conventions différentes sur lequel de ses pôles est "au nord", et donc s'il tourne dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse. [139] Quelle que soit la convention utilisée, Uranus a une rotation rétrograde par rapport à son orbite.

    La rotation d'une planète peut être induite par plusieurs facteurs lors de sa formation. Un moment angulaire net peut être induit par les contributions individuelles au moment angulaire des objets accrétés. L'accrétion de gaz par les planètes géantes peut également contribuer au moment angulaire. Enfin, au cours des dernières étapes de la construction de la planète, un processus stochastique d'accrétion protoplanétaire peut modifier aléatoirement l'axe de rotation de la planète. [140] Il existe une grande variation dans la durée du jour entre les planètes, Vénus prenant 243 jours pour tourner et les planètes géantes seulement quelques heures. [141] Les périodes de rotation des planètes extrasolaires ne sont pas connues. Cependant, pour les Jupiters "chauds", leur proximité avec leurs étoiles signifie qu'ils sont verrouillés en raison de la marée (c'est-à-dire que leurs orbites sont synchronisées avec leurs rotations). Cela signifie qu'ils montrent toujours un visage à leurs étoiles, avec un côté en jour perpétuel, l'autre en nuit perpétuelle. [142]

    Dégagement orbital

    La caractéristique dynamique déterminante d'une planète est qu'elle a nettoyé son quartier. Une planète qui a nettoyé son voisinage a accumulé suffisamment de masse pour rassembler ou balayer tous les planétésimaux sur son orbite. En effet, il orbite autour de son étoile de manière isolée, au lieu de partager son orbite avec une multitude d'objets de taille similaire. Cette caractéristique a été mandatée dans le cadre de la définition officielle de l'IAU d'une planète en août 2006. Ce critère exclut les corps planétaires tels que Pluton, Éris et Cérès de la planète à part entière, ce qui en fait des planètes naines. [1] Bien qu'à ce jour, ce critère ne s'applique qu'au système solaire, un certain nombre de jeunes systèmes extrasolaires ont été trouvés dans lesquels des preuves suggèrent que la compensation orbitale a lieu dans leurs disques circumstellaires. [143]

    Caractéristiques physiques

    La taille et la forme

    La taille d'une planète est définie au moins par un rayon moyen (par exemple, le rayon de la Terre, le rayon de Jupiter, etc.) les rayons polaires et équatoriaux d'un sphéroïde ou des formes ellipsoïdales triaxiales plus générales sont souvent estimés (par exemple, l'ellipsoïde de référence). Les quantités dérivées comprennent l'aplatissement, la surface et le volume. Connaître en outre le taux de rotation et la masse, permet le calcul de la gravité normale.

    La caractéristique physique déterminante d'une planète est qu'elle est suffisamment massive pour que la force de sa propre gravité domine les forces électromagnétiques liant sa structure physique, conduisant à un état d'équilibre hydrostatique. Cela signifie effectivement que toutes les planètes sont sphériques ou sphéroïdales. Jusqu'à une certaine masse, un objet peut être de forme irrégulière, mais au-delà de ce point, qui varie en fonction de la composition chimique de l'objet, la gravité commence à tirer un objet vers son propre centre de masse jusqu'à ce que l'objet s'effondre en une sphère. [144]

    La masse est également le principal attribut par lequel les planètes se distinguent des étoiles. La limite de masse supérieure pour la planète est d'environ 13 fois la masse de Jupiter pour les objets avec une abondance isotopique de type solaire, au-delà de laquelle elle atteint des conditions propices à la fusion nucléaire. À part le Soleil, aucun objet d'une telle masse n'existe dans le système solaire, mais il existe des exoplanètes de cette taille. La limite de 13-Jupiter-masse n'est pas universellement acceptée et l'Encyclopédie des planètes extrasolaires inclut des objets jusqu'à 60 masses de Jupiter, [57] et l'Exoplanet Data Explorer jusqu'à 24 masses de Jupiter. [145]

    La plus petite planète connue est PSR B1257+12A, l'une des premières planètes extrasolaires découvertes, qui a été trouvée en 1992 en orbite autour d'un pulsar. Sa masse est environ la moitié de celle de la planète Mercure. [4] La plus petite planète connue en orbite autour d'une étoile de la séquence principale autre que le Soleil est Kepler-37b, avec une masse (et un rayon) légèrement supérieure à celle de la Lune.

    Différenciation interne

    Chaque planète a commencé son existence dans un état entièrement fluide au début de sa formation, les matériaux les plus denses et les plus lourds ont coulé vers le centre, laissant les matériaux les plus légers près de la surface. Chacun a donc un intérieur différencié constitué d'un noyau planétaire dense entouré d'un manteau qui est ou était un fluide. Les planètes telluriques sont scellées dans des croûtes dures, [146] mais dans les planètes géantes, le manteau se fond simplement dans les couches supérieures des nuages. Les planètes telluriques ont des noyaux d'éléments tels que le fer et le nickel, et des manteaux de silicates. On pense que Jupiter et Saturne ont des noyaux de roche et de métal entourés de manteaux d'hydrogène métallique. [147] Uranus et Neptune, qui sont plus petits, ont des noyaux rocheux entourés de manteaux d'eau, d'ammoniac, de méthane et d'autres glaces. [148] L'action fluide dans les noyaux de ces planètes crée une géodynamo qui génère un champ magnétique. [146]

    Atmosphère

    Toutes les planètes du système solaire, à l'exception de Mercure [149], ont des atmosphères substantielles parce que leur gravité est suffisamment forte pour maintenir les gaz près de la surface. Les plus grandes planètes géantes sont suffisamment massives pour conserver de grandes quantités de gaz légers hydrogène et hélium, tandis que les plus petites planètes perdent ces gaz dans l'espace. [150] La composition de l'atmosphère terrestre est différente des autres planètes parce que les divers processus de vie qui se sont déroulés sur la planète ont introduit de l'oxygène moléculaire libre. [151]

    Les atmosphères planétaires sont affectées par l'insolation variable ou l'énergie interne, conduisant à la formation de systèmes météorologiques dynamiques tels que les ouragans (sur Terre), les tempêtes de poussière à l'échelle de la planète (sur Mars), un anticyclone plus grand que la Terre sur Jupiter (appelée la Grande Tache Rouge), et des trous dans l'atmosphère (sur Neptune). [135] Au moins une planète extrasolaire, HD 189733 b, a été revendiquée pour avoir un tel système météorologique, similaire à la Grande Tache Rouge mais deux fois plus grand. [152]

    Il a été démontré que les Jupiters chauds, en raison de leur proximité extrême avec leurs étoiles hôtes, perdent leur atmosphère dans l'espace en raison du rayonnement stellaire, un peu comme les queues des comètes. [153] [154] Ces planètes peuvent avoir de grandes différences de température entre leurs côtés jour et nuit qui produisent des vents supersoniques, [155] bien que les côtés jour et nuit de HD 189733 b semblent avoir des températures très similaires, indiquant que l'atmosphère de cette planète redistribue efficacement l'énergie de l'étoile autour de la planète. [152]

    Magnétosphère

    Une caractéristique importante des planètes est leurs moments magnétiques intrinsèques, qui à leur tour donnent naissance à des magnétosphères. La présence d'un champ magnétique indique que la planète est encore géologiquement vivante. En d'autres termes, les planètes magnétisées ont des flux de matériau électriquement conducteur à l'intérieur, qui génèrent leurs champs magnétiques. Ces champs modifient considérablement l'interaction de la planète et du vent solaire. Une planète magnétisée crée une cavité dans le vent solaire autour d'elle, appelée magnétosphère, que le vent ne peut pas pénétrer. La magnétosphère peut être beaucoup plus grande que la planète elle-même. En revanche, les planètes non magnétisées ne possèdent que de petites magnétosphères induites par l'interaction de l'ionosphère avec le vent solaire, qui ne peuvent protéger efficacement la planète. [156]

    Sur les huit planètes du système solaire, seules Vénus et Mars n'ont pas un tel champ magnétique. [156] De plus, la lune de Jupiter Ganymède en possède également une. Parmi les planètes magnétisées, le champ magnétique de Mercure est le plus faible et est à peine capable de dévier le vent solaire. Le champ magnétique de Ganymède est plusieurs fois plus grand et celui de Jupiter est le plus puissant du système solaire (si fort en fait qu'il pose un risque grave pour la santé des futures missions habitées vers ses lunes). Les champs magnétiques des autres planètes géantes sont à peu près similaires en force à celui de la Terre, mais leurs moments magnétiques sont nettement plus importants. Les champs magnétiques d'Uranus et de Neptune sont fortement inclinés par rapport à l'axe de rotation et déplacés du centre de la planète. [156]

    En 2004, une équipe d'astronomes à Hawaï a observé une planète extrasolaire autour de l'étoile HD 179949, qui semblait créer une tache solaire à la surface de son étoile mère. L'équipe a émis l'hypothèse que la magnétosphère de la planète transférait de l'énergie à la surface de l'étoile, augmentant sa température déjà élevée de 7 760 °C de 400 °C supplémentaires. [157]

    Caractéristiques secondaires

    Plusieurs planètes ou planètes naines du système solaire (telles que Neptune et Pluton) ont des périodes orbitales qui sont en résonance les unes avec les autres ou avec des corps plus petits (cela est également courant dans les systèmes satellitaires). Tous sauf Mercure et Vénus ont des satellites naturels, souvent appelés "lunes". La Terre en a un, Mars en a deux et les planètes géantes ont de nombreuses lunes dans des systèmes complexes de type planétaire. De nombreuses lunes des planètes géantes ont des caractéristiques similaires à celles des planètes telluriques et des planètes naines, et certaines ont été étudiées comme de possibles demeures de vie (en particulier Europe). [158] [159] [160]

    Les quatre planètes géantes sont également orbitées par des anneaux planétaires de taille et de complexité variables. Les anneaux sont principalement composés de poussière ou de particules, mais peuvent héberger de minuscules « moonlets » dont la gravité façonne et maintient leur structure. Bien que l'origine des anneaux planétaires ne soit pas connue avec précision, on pense qu'ils sont le résultat de satellites naturels qui sont tombés en dessous de la limite de Roche de leur planète mère et ont été déchirés par les forces de marée. [161] [162]

    Aucune caractéristique secondaire n'a été observée autour des planètes extrasolaires. La naine sub-brune Cha 110913-773444, qui a été décrite comme une planète voyou, est censée être orbitée par un minuscule disque protoplanétaire [120] et la naine sub-brune OTS 44 s'est avérée être entourée d'un disque protoplanétaire substantiel d'au moins 10 masses terrestres. [121]

      – Un système binaire où deux objets de masse planétaire partagent un axe orbital extérieur aux deux – Deux objets de masse planétaire en orbite l'un autour de l'autre – Une liste de listes de planètes triées par divers attributs – Un corps céleste plus petit que Mercure mais plus grand que Cérès – objet astronomique en orbite directe autour du Soleil qui n'est ni une planète ni une comète – Un corps céleste plus petit qu'une planète – Mesure dans laquelle une planète est propice à la vie telle que nous la connaissons – Une phrase utilisée pour se souvenir des noms des planètes – Science d'objets astronomiques apparemment en orbite autour d'un ou plusieurs objets stellaires à quelques années-lumière – L'étude scientifique des planètes – Planète qui n'apparaît que dans les œuvres de fiction
    1. ^ Selon la définition IAU de la planète.
    2. ^ Cette définition est tirée de deux déclarations distinctes de l'IAU, une définition formelle approuvée par l'IAU en 2006 (résolution de l'IAU 5A) et une définition de travail informelle proposée dans une déclaration de position par un groupe de travail de l'IAU en 2001/2003 pour les objets en dehors du système solaire. (pas de résolution correspondante de l'AIU). La définition officielle de 2006 s'applique uniquement au système solaire, alors que la définition de travail de 2003 s'applique aux planètes autour d'autres étoiles. La question de la planète extrasolaire a été jugée trop complexe pour être résolue lors de la conférence de l'AIU de 2006.
    3. ^ Les données pour les étoiles de type G comme le Soleil ne sont pas disponibles. Cette statistique est une extrapolation à partir de données sur les étoiles de type K.
    4. ^ uneb Aux fins de cette statistique 1 sur 5, la taille de la Terre signifie 1 à 2 rayons terrestres
    5. ^ uneb Aux fins de cette statistique 1 sur 5, "zone habitable" désigne la région avec 0,25 à 4 fois le flux stellaire de la Terre (correspondant à 0,5-2 UA pour le Soleil).
    6. ^Le paramètre de Margot [68] n'est pas à confondre avec la fameuse constante mathématique π ≈3.14159265 . .
    7. ^ Le Soleil est exclu de la définition de planète de Soter car il est formé par l'accrétion centrale d'un nuage interstellaire, et non par l'accrétion secondaire d'un disque.
    8. ^ Le Soleil est en équilibre hydrostatique, mais est exclu de la définition de planète de Stern car il génère de l'énergie à l'intérieur avec une réaction en chaîne de fusion nucléaire auto-entretenue.
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      J'avoue que cette scène m'est apparue avec une beauté supplémentaire, comme les petites planètes secondaires semblaient donner une dignité à la première, ce qui l'élève dans une situation plus remarquable parmi les grands corps de notre système solaire.
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    Pourquoi les planètes intérieures et extérieures sont-elles si différentes ?

    Les gens se sont toujours émerveillés des cieux et de tout ce qu'ils contiennent, surtout maintenant que la technologie nous permet de voir l'espace lointain. Cependant, dans notre propre voisinage cosmique, il existe des bizarreries fascinantes, des choses qui ne semblent tout simplement pas logiques. L'une de ces bizarreries est la disparité entre les planètes extérieures et intérieures. Les planètes intérieures sont petites et rocheuses basses sur les lunes et manquent totalement de systèmes d'anneaux. Pourtant, les planètes extérieures sont énormes, glacées et gazeuses, avec des systèmes d'anneaux et de nombreuses lunes. Qu'est-ce qui pourrait causer des incohérences aussi étranges et vastes? Pourquoi les planètes intérieures et extérieures de notre système solaire sont-elles si différentes ?

    Grâce à des modèles et des simulations, les scientifiques sont convaincus que nous comprenons maintenant au moins l'essentiel de la formation de nos planètes. Nous pourrions même être en mesure d'appliquer ce que nous apprenons sur notre propre système solaire à la formation exoplanétaire, ce qui pourrait nous amener à mieux comprendre où la vie est la plus susceptible d'exister. Une fois que nous aurons compris la formation des planètes de notre propre système solaire, nous pourrions faire un pas de plus vers la découverte de la vie ailleurs.

    Nous comprenons certains des facteurs qui entrent en jeu pour la formation planétaire et semblons créer une image assez complète. Notre système solaire a commencé comme un nuage massif de gaz (principalement d'hydrogène) et de poussière, appelé nuage moléculaire. Ce nuage a subi un effondrement gravitationnel, probablement à la suite d'une explosion de supernova à proximité qui s'est propagée à travers la galaxie et a provoqué un barattage du nuage moléculaire qui a conduit à un mouvement tourbillonnant global : le nuage a commencé à tourner. La majeure partie de la matière s'est concentrée au centre du nuage (en raison de la gravité), ce qui a accéléré la rotation (en raison de la conservation du moment angulaire) et a commencé à former notre proto-Soleil. Pendant ce temps, le reste de la matière continuait à tourbillonner autour d'elle, dans un disque appelé nébuleuse solaire.

    Artist&aposs concept de la poussière et du gaz entourant un système planétaire nouvellement formé.

    Au sein de la nébuleuse solaire, le lent processus d'accrétion a commencé. Il a d'abord été dirigé par des forces électrostatiques, qui ont provoqué l'adhérence de minuscules morceaux de matière. Finalement, ils sont devenus des corps de masses suffisantes pour s'attirer gravitationnellement. C'est à ce moment-là que les choses étaient vraiment mis en mouvement.

    Lorsque les forces électrostatiques ont fait le show, les particules se déplaçaient dans la même direction et à peu près à la même vitesse. Leurs orbites étaient assez stables, même s'ils étaient doucement attirés l'un vers l'autre. Au fur et à mesure qu'ils se sont accumulés et que la gravité est devenue un participant de plus en plus fort, tout est devenu plus chaotique. Les choses ont commencé à s'entrechoquer, ce qui a modifié les orbites des corps et les a rendus plus susceptibles de subir d'autres collisions.

    Ces corps sont entrés en collision les uns avec les autres pour construire des morceaux de matériau de plus en plus gros, un peu comme utiliser un morceau de Play Doh pour ramasser d'autres morceaux (créant une masse de plus en plus grande - même si parfois les collisions ont entraîné une fragmentation, au lieu de l'accrétion). Le matériau a continué à s'accumuler pour former des planétésimaux, ou corps pré-planétaires. Ils ont finalement gagné suffisamment de masse pour nettoyer leurs orbites de la plupart des débris restants.

    La matière la plus proche du proto-Soleil où il faisait plus chaud était composée principalement de métal et de roche (en particulier de silicates), tandis que la matière plus éloignée était constituée de quelques roches et métaux mais principalement de glace. Le métal et la roche pourraient se former à la fois près du Soleil et loin de lui, mais la glace ne pourrait évidemment pas exister trop près du Soleil car elle se vaporiserait.

    Ainsi, le métal et la roche qui existaient près du Soleil en formation se sont accumulés pour former les planètes intérieures. La glace et d'autres matériaux trouvés plus loin se sont accumulés pour former les planètes extérieures. Cela explique une partie de la composition différences entre les planètes intérieures et extérieures, mais certaines dissemblances restent encore inexpliquées. Pourquoi les planètes extérieures sont-elles si grandes et gazeuses ?

    Pour comprendre cela, nous devons parler de la 𠇏rost line” de notre système solaire. C'est la ligne imaginaire qui divise le système solaire entre l'endroit où il fait assez chaud pour abriter des volatiles liquides (comme l'eau) et assez froid pour qu'ils gèlent, c'est le point éloigné du Soleil au-delà duquel les volatiles ne peuvent pas rester à l'état liquide, et pourrait être considéré comme la ligne de démarcation entre les planètes intérieures et extérieures (Ingersoll 2015). Les planètes au-delà de la ligne de gel étaient parfaitement capables d'abriter des roches et du métal, mais elles également pourrait supporter la glace.

    Le Soleil a finalement amassé suffisamment de matière et a atteint une température suffisante pour commencer le processus de fusion nucléaire, fusionnant des atomes d'hydrogène en hélium. Le début de ce processus a provoqué une éjection massive de violentes rafales de vent solaire, qui ont dépouillé les planètes intérieures d'une grande partie de leur atmosphère et de leurs composés volatils (l'atmosphère et les composés volatils de la Terre ont été livrés par la suite et/ou contenus sous terre et libérés plus tard à la surface et atmosphère - pour en savoir plus, consultez cet article !). Ce vent solaire s'écoule toujours vers l'extérieur du Soleil maintenant, mais il est plus faible en intensité et notre champ magnétique agit comme un bouclier pour nous. Plus loin du Soleil, les planètes n'étaient pas aussi fortement affectées, mais elles étaient en fait capables d'attirer gravitationnellement une partie de la matière éjectée par le Soleil.

    Pourquoi étaient-ils plus gros ? Eh bien, la matière dans le système solaire externe se composait de roche et de métal tout comme elle l'était plus près du Soleil, mais elle contenait également de grandes quantités de glace (qui ne pouvait pas se condenser dans le système solaire interne parce qu'il faisait trop chaud). La nébuleuse solaire à partir de laquelle notre système solaire s'est formé contenait beaucoup plus d'éléments plus légers (hydrogène, hélium) que la roche et le métal, donc la présence de ces matériaux dans le système solaire externe a fait une énorme différence. Ceci explique leur contenu gazeux et leur grande taille elles étaient déjà plus grandes que les planètes intérieures à cause du manque de glace près du Soleil. Lorsque le jeune Soleil subissait ces violentes éjections de vent solaire, les planètes extérieures étaient suffisamment massives pour attirer gravitationnellement beaucoup plus de ce matériau (et se trouvaient dans une région plus froide du système solaire, afin qu'elles puissent les retenir plus facilement).

    NASA, ESA, Martin Kornmesser (ESA/Hubble)

    De plus, la glace et le gaz sont également beaucoup moins denses que la roche et le métal qui composent les planètes intérieures. La densité des matériaux se traduit par un écart de grande taille, les planètes extérieures les moins denses étant beaucoup plus grandes. Le diamètre moyen des planètes extérieures est de 91 041,5 km, contre 9 132,75 km pour les planètes intérieures – les planètes intérieures sont presque exactement 10 fois plus denses que les planètes extérieures (Williams 2015).

    Mais pourquoi les planètes intérieures ont-elles si peu de lunes et pas d'anneaux alors que toutes les planètes extérieures ont des anneaux et de nombreuses lunes ? Rappelez-vous comment les planètes se sont accumulées à partir de la matière qui tourbillonnait autour des jeunes, formant le Soleil. Pour la plupart, les lunes se sont formées à peu près de la même manière. Les planètes extérieures en accumulation attiraient d'énormes quantités de particules de gaz et de glace, qui tombaient souvent en orbite autour de la planète. Ces particules se sont accumulées de la même manière que leurs planètes mères, grossissant progressivement pour former des lunes.

    Les planètes extérieures ont également atteint une gravité suffisante pour capturer les astéroïdes qui passaient dans leur voisinage proche. Parfois, au lieu de passer par une planète suffisamment massive, un astéroïde serait attiré et verrouillé en orbite pour devenir une lune.

    Les anneaux se forment lorsqu'une planète et des lunes entrent en collision ou sont écrasées sous l'attraction gravitationnelle de la planète mère, en raison des contraintes de marée (The Outer Planets: How Planets Form 2007). Les débris qui en résultent se bloquent en orbite et forment les magnifiques anneaux que nous voyons. La probabilité qu'un système d'anneaux se forme autour d'une planète augmente avec le nombre de lunes qu'elle possède, il est donc logique que les planètes extérieures aient des systèmes d'anneaux alors que les planètes intérieures n'en ont pas.

    Ce phénomène de lunes créant des systèmes d'anneaux ne se limite pas aux planètes extérieures. Les scientifiques de la NASA pensent depuis des années que la lune martienne Phobos pourrait se diriger vers un destin similaire. Le 10 novembre 2015, les responsables de la NASA ont déclaré qu'il existe des indicateurs qui soutiennent fortement cette théorie&# x2014 en particulier certaines des rainures présentées sur la surface de la lune&# x2019s, ce qui peut indiquer le stress des marées (vous savez comment les marées sur Terre provoquent une montée et une chute de Sur certains corps, les marées peuvent être suffisamment fortes pour affecter les solides de la même manière). (Zubritsky 2015). Dans moins de 50 millions d'années, Mars pourrait également avoir un système d'anneaux (au moins pendant un certain temps, avant que toutes les particules ne pleuvent sur la surface de la planète). Le fait que les planètes extérieures aient actuellement des anneaux alors que les planètes intérieures n'en ont pas est principalement dû au fait que les planètes extérieures ont tellement plus de lunes (et donc plus de possibilités pour elles de se heurter/se briser pour former des anneaux).


    L'arrivée de Triton était le chaos pour le reste des lunes de Neptune

    L'étude des nombreuses lunes du système solaire a révélé une mine d'informations au cours des dernières décennies. Il s'agit notamment des lunes de Jupiter, dont 69 ont été identifiées et nommées Saturne (qui en compte 62) et Uranus (27). Dans les trois cas, les satellites qui orbitent autour de ces géantes gazeuses ont des orbites progrades à faible inclinaison. Cependant, au sein du système neptunien, les astronomes ont noté que la situation était assez différente.

    Par rapport aux autres géantes gazeuses, Neptune a beaucoup moins de satellites, et la majeure partie de la masse du système est concentrée dans un seul satellite qui aurait été capturé (c'est-à-dire Triton). Selon une nouvelle étude réalisée par une équipe du Weizmann Institute of Science en Israël et du Southwest Research Institute (SwRI) à Boulder, Colorado, Neptune aurait peut-être déjà eu des systèmes de satellites plus massifs, que l'arrivée de Triton aurait pu perturber.

    L'étude, intitulée “Triton’s Evolution with a Primordial Neptunian Satellite System“, est récemment parue dans Le Journal d'Astrophysique. L'équipe de recherche était composée de Raluca Rufu, astrophysicienne et géophysicienne de l'Institut Weizmann, et de Robin M. Canup, vice-président associé du SwRI. Ensemble, ils ont examiné les modèles d'un système Neptunien primordial, et comment il a pu changer grâce à l'arrivée de Triton.

    Pendant de nombreuses années, les astronomes ont estimé que Triton était autrefois une planète naine qui a été expulsée de la ceinture de Kuiper et capturée par la gravité de Neptune. Ceci est basé sur son orbite rétrograde et très inclinée (156,885° à l'équateur de Neptune), ce qui contredit les modèles actuels de formation des géantes gazeuses et de leurs satellites. Ces modèles suggèrent que lorsque les planètes géantes accumulent du gaz, leurs lunes se forment à partir d'un disque de débris environnant.

    Conformément aux autres géantes gazeuses, le plus gros de ces satellites aurait des orbites régulières progrades qui ne sont pas particulièrement inclinées par rapport à l'équateur de leur planète (généralement moins de 1°). À cet égard, Triton aurait autrefois fait partie d'un binaire composé de deux objets transneptuniens (TNO). Lorsqu'ils ont dépassé Neptune, Triton aurait été capturé par sa gravité et serait progressivement tombé dans son orbite actuelle.

    Comme le déclarent le Dr Rufu et le Dr Canup dans leur étude, l'arrivée de ce satellite massif aurait probablement causé beaucoup de perturbations dans le système neptunien et affecté son évolution.Cela consistait à explorer comment les interactions, telles que la diffusion ou les collisions, entre Triton et les satellites antérieurs de Neptune, auraient modifié l'orbite et la masse de Triton, ainsi que le système dans son ensemble. Comme ils l'expliquent :

    Montage de la plus grande lune de Neptune, de Triton et de la planète Neptune montrant la lune sublimant la calotte polaire sud (en bas) et l'énigmatique "terrain cantaloup". Crédit : NASA

    Pour tester comment le système neptunien aurait pu évoluer, ils ont considéré différents types de systèmes satellitaires primordiaux. Cela comprenait un qui était cohérent avec le système actuel d'Uranus, composé de satellites progrades avec un rapport de masse similaire à celui des plus grandes lunes d'Uranus - Ariel, Umbriel, Titania et Oberon - ainsi qu'un autre qui était soit plus ou moins massif. Ils ont ensuite effectué des simulations pour déterminer comment l'arrivée de Triton aurait modifié ces systèmes.

    Ces simulations étaient basées sur des lois d'échelle des perturbations qui tenaient compte de la manière dont les impacts non hit-and-run entre Triton et d'autres corps auraient conduit à une redistribution de la matière dans le système. Ce qu'ils ont découvert, après 200 simulations, c'est qu'un système dont le rapport de masse était similaire au système uranien actuel (ou plus petit) aurait été le plus susceptible de produire le système neptunien actuel. Comme ils l'affirment :

    "Nous constatons qu'un système satellitaire antérieur avec un rapport de masse similaire au système uranien ou inférieur a une probabilité substantielle de reproduire le système neptunien actuel, tandis qu'un système plus massif a une faible probabilité de conduire à la configuration actuelle."

    Ils ont également découvert que l'interaction de Triton avec un système satellitaire antérieur offre également une explication potentielle de la façon dont son orbite initiale aurait pu être réduite assez rapidement pour préserver les orbites de petits satellites irréguliers. Ces corps de type Néréide auraient autrement été expulsés de leurs orbites car les forces de marée entre Neptune et Triton ont amené Triton à assumer son orbite actuelle.

    En fin de compte, cette étude offre non seulement une explication possible des raisons pour lesquelles le système de satellites de Neptune diffère de celui des autres géantes gazeuses, mais indique également que la proximité de Neptune avec la ceinture de Kuiper en est la cause. À une certaine époque, Neptune avait peut-être un système de lunes très semblable à ceux de Jupiter, Saturne et Uranus. Mais comme il est bien situé pour ramasser des objets de la taille d'une planète naine qui ont été expulsés de la ceinture de Kuiper, cela a changé.

    Pour l'avenir, Rufu et Canup indiquent que des études supplémentaires sont nécessaires afin de faire la lumière sur l'évolution précoce de Triton en tant que satellite neptunien. Essentiellement, il reste encore des questions sans réponse concernant les effets du système de satellites préexistants sur Triton et la stabilité de ses satellites progrades irréguliers.

    Ces résultats ont également été présentés par le Dr Rufu et le Dr Canup lors de la 48e Conférence sur les sciences lunaires et planétaires, qui s'est tenue à The Woodlands, au Texas, en mars dernier.


    Les nombreuses lunes de Mars

    Mystérieux et séduisant, un véritable monde du pays des merveilles, Mars chante sa chanson de sirène scientifique depuis des années à ceux qui cherchent à comprendre ses nombreux secrets de longue date. Ce petit monde rocheux avec une teinte rouge intrigante tire sa couleur rouille de la grande quantité d'oxyde de fer qui recouvre sa surface. Une grande partie du charme de ce petit monde vient de sa réputation d'être la demeure heureuse de la planète voisine de « petits hommes verts » de la Terre qui abrite la vie telle que nous la connaissons. Cependant, Mars possède de nombreuses caractéristiques captivantes et des mystères envoûtants, en plus de l'idée quelque peu dépassée qu'il s'agit du monde le plus probable de notre système solaire - autre que notre Terre - à héberger des créatures vivantes. Le duo de petites lunes martiennes en forme de pomme de terre, Phobos et Déimos, sont souvent considérés comme des astéroïdes capturés que la gravité de la planète rouge a capturés lorsqu'ils effectuaient un ancien et malheureux voyage à travers l'espace interplanétaire depuis leur lieu de naissance dans le Ceinture principale d'astéroïdes, situé entre les orbites de Mars et de Jupiter. Le duo d'objets rocheux encercle désormais leur planète mère adoptive, du moins pour le moment. Cependant, en juillet 2016, une équipe d'astronomes a proposé un point de vue alternatif, suggérant que les deux petites lunes sont nées d'un ancien impact sur la surface martienne par un objet primordial s'écrasant avec de nombreuses autres petites lunes maintenant perdues.

    Depuis leur découverte en 1877, Phobos et Déimos ont à la fois déconcerté et envoûté des astronomes essayant de répondre à la question de savoir comment Mars s'est retrouvé avec son duo de petites lunes difformes. Cependant, cette énigme déroutante aurait pu être résolue par une étude multidisciplinaire menée par des scientifiques français, belges et japonais.

    Les astronomes ont pendant des années envisagé deux hypothèses concurrentes expliquant l'origine des lunes martiennes. Le premier propose que Phobos et Déimos sont, en effet, des échappés de la Ceinture principale d'astéroïdes. Hélas, ce point de vue soulève la question de savoir pourquoi ils auraient dû être si cruellement capturés par leur planète mère adoptive en premier lieu. Une théorie alternative pointe vers la possibilité que les lunes soient nées des débris laissés par une violente collision entre Mars et un protoplanète–a baby planet encore en construction. Cependant, cette théorie souffre également d'incertitude car elle n'explique pas précisément comment ce mécanisme tragique particulier a donné lieu à Phobos et Déimos.

    "Une difficulté majeure a été d'expliquer pourquoi un impact géant sur Mars aurait laissé deux lunes si différentes de notre propre Lune, une énorme masse unique, qui s'est également formée à partir de la Terre subissant un tel impact", a expliqué le Dr Sébastien Charnoz. dans un 4 juillet 2016 Communiqué de presse du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Le Dr Charnoz est un scientifique planétaire au Institut de Physique Du Globe De Paris (IPG) qui a contribué à la nouvelle recherche.

    le gThéorie de l'impact, appelé alternativement le Theia Impact, ou alors Grande éclaboussure Théorie, propose que la Lune de la Terre soit née des débris restant d'une collision catastrophique, survenue il y a environ 4,3 milliards d'années, entre la Terre primordiale et un malheureux protoplanète, c'était à peu près la taille de Mars. La collision de formation de la Lune sur Terre se serait produite alors que notre système solaire était encore en formation au cours de la Eon Hadéen. le Eon Hadéen s'est produit environ 20 à 100 millions d'années après que notre système solaire a émergé de son nuage natal glacial et sombre de gaz et de poussière. L'impact condamné protoplanète, souvent appelé Théia, a reçu son nom en l'honneur d'un Titan de la mythologie grecque qui était la mère de Sélène, la déesse de la Lune. Une analyse des roches lunaires, publiée en 2016, indique que cet accident catastrophique a été un coup direct, causant un mélange complet de matériaux terrestres et Théia-truc. le Théorie de l'impact géant est l'explication scientifique privilégiée de la naissance de la Lune sur Terre.

    Lorsqu'une lune est en orbite autour de sa planète mère, tout va bien tant que la gravité qui maintient la lune en un seul morceau dépasse l'attraction puissante et implacable de sa planète. Hélas, si une lune s'approche trop près et que les forces de marée de la planète mère dépassent le lien gravitationnel de la lune malchanceuse, la lune s'effondrera. C'est ce qu'on appelle le limite de Roche. La Lune relativement grande de la Terre est un satellite naturel très chanceux, et la limite ici est d'un peu moins de 10 000 kilomètres, tandis que notre Lune est à 385 000 kilomètres de notre planète.

    Hélas, ce n'est pas le cas avec Phobos et Déimos. Phobos, la plus grande du duo de petites lunes martiennes, de 22 kilomètres de diamètre, déboule paresseusement vers Mars et s'approchera de la Limite de Roche dans environ 20 millions d'années. À ce stade tragique, il se brisera en fragments qui formeront finalement un anneau spectaculaire autour de sa planète. Seul Déimos restera–privé de son compagnon. Déimos est la plus petite lune de la paire et fait le tour de sa planète mère plus loin. Cette dernière petite lune restante sera un objet solitaire qui s'attardera dans le ciel martien à ce triste point, mais il n'en fut pas toujours ainsi. La nouvelle étude de 2016 suggère que Mars possédait autrefois un système très complexe de nombreuses lunes.

    Afin de jeter un nouvel éclairage sur les origines mystérieuses du duo survivant de lunes martiennes, les chercheurs qui ont mené cette étude ont combiné leur expertise en astrophysique, en science planétaire, en informatique et en mathématiques afin de créer des modèles de superordinateurs complexes. Les modèles ont exécuté une gamme de simulations hydrodynamiques et numériques capables de recréer la séquence d'événements anciens. Leurs découvertes renforcent l'hypothèse selon laquelle une horrible explosion dans le passé a formé les lunes de Mars à l'origine une collection de lunes et de lunes.

    Pendant très longtemps, les planétologues ont favorisé le scénario selon lequel le duo de lunes martiennes en forme de pomme de terre était probablement des astéroïdes pris au piège. Cependant, les orbites circulaires de la paire à l'équateur ont indiqué le contraire. Les orbites des petites lunes suggéraient qu'elles s'étaient réellement formées à partir d'un impact géant il y a des milliards d'années. La nouvelle recherche, publiée dans le numéro du 4 juillet 2016 de Géosciences de la nature, propose qu'un gigantesque kilomètre protoplanète s'est écrasé sur Mars primordial. L'horrible impact a refait surface sur la plus grande partie de la surface martienne et a projeté une masse de débris, plus de 100 fois la masse des deux Phobos et Déimos, en orbite autour de la planète rouge.

    Mars peut être encerclée par de nombreuses lunes de moins de 160 à 330 pieds de diamètre, et un anneau de poussière a été prédit autour de Mars entre Phobos et Déimos.

    Les premières observations de Mars en tant qu'objet voyageant dans le ciel nocturne de la Terre ont été enregistrées par les anciens astronomes égyptiens, et en 1534 avant notre ère, les anciens astronomes connaissaient le mouvement rétrograde de la planète. À l'époque de l'empire néo-babylonien, les astronomes babyloniens faisaient des enregistrements réguliers des positions des planètes, ainsi que des détections systématiques de leur comportement. Dans le cas de Mars, les anciens astronomes se sont rendu compte qu'elle faisait 42 circuits du zodiaque tous les 79 ans. Ces scientifiques d'autrefois ont même inventé des méthodes arithmétiques afin de pouvoir apporter des corrections mineures concernant les positions prédites des planètes habitant notre système solaire. Les anciens astronomes appelaient les planètes des "étoiles errantes".

    Au quatrième siècle avant notre ère, Aristote a enregistré que Mars a disparu derrière la Lune de la Terre lors d'une occultation. Cela suggérait que la planète était plus éloignée que notre Lune. L'astronome grec Ptolémée, qui vivait à Alexandrie, a tenté de résoudre le problème du mouvement orbital de la planète rouge. Les travaux collectifs et le modèle de Ptolémée sur l'astronomie ont été présentés dans sa collection en plusieurs volumes, intitulée le Almageste. le Almageste est devenu l'ouvrage faisant autorité sur l'astronomie occidentale pour les 400 prochaines années. Les anciens astronomes chinois étaient également au courant de l'existence de Mars au plus tard au IVe siècle avant notre ère. Au cinquième siècle de notre ère, l'ouvrage astronomique indien intitulé Surya Siddhanta a proposé une mesure du diamètre estimé de Mars. Dans les cultures d'Asie de l'Est, Mars est généralement appelée « étoile de feu » sur la base de la Cinq éléments : feu, bois, métal, eau, et Terre.

    L'astronome Tycho Brahe, au cours du 17ème siècle, a mesuré la parallaxe diurne de Mars que Johannes Kepler avait utilisé afin de faire un calcul préliminaire de la distance relative à la planète rouge. Lorsque les premiers télescopes utilisés à des fins astronomiques sont finalement devenus disponibles, la parallaxe diurne de Mars a été à nouveau mesurée pour tenter de déterminer la distance entre notre Soleil et la Terre. Giovanni Domenico Cassini a été le premier à effectuer cette mesure en 1692, mais les premières mesures de parallaxe ont été entravées par la qualité primitive des instruments. La seule occultation de Mars par la planète Vénus a été observée le 13 octobre 1590 par Michael Maestlin à Heidelberg. En 1610, Mars fut vue par le grand astronome Galileo Galilei, qui fut le premier à utiliser un télescope primitif à des fins astronomiques. L'astronome néerlandais Christiaan Huygens a été le premier à dessiner une carte de Mars qui montrait les caractéristiques du terrain.

    Mars n'a pas toujours ressemblé à ce qu'elle est aujourd'hui. La planète a subi une inclinaison monumentale il y a des milliards d'années. Avant que cette grande inclinaison ne se produise, les pôles martiens n'étaient pas là où nous les voyons maintenant.

    Les données les plus récemment obtenues concernant la planète rouge proviennent de sept sondes actives qui parcourent la surface martienne ou orbitent autour de la planète. Les sept vaisseaux spatiaux comprennent un quintette d'orbiteurs et un duo de rovers. Cette collection comprend 2001 Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN, Mars Orbiter Mission, Opportunity, et Curiosité.

    Des dizaines de vaisseaux spatiaux sans équipage, y compris des atterrisseurs, des rovers et des orbiteurs, ont été envoyés sur Mars par l'Union soviétique, les États-Unis, l'Europe et l'Inde pour observer le climat, la surface et la géologie de la planète. Depuis l'an 2000, des caméras tournant en orbite autour de Mars ont renvoyé sur Terre un coffre au trésor débordant d'images révélatrices de "l'étoile de feu". Ces merveilleuses images ont montré une surface martienne gravée de petites vallées et sculptée dans des pentes. Ces caractéristiques ressemblent étrangement dans leur forme à des ravins creusés par l'eau jaillissante s'écoulant sur Terre. On pense que les ravins martiens ont moins de quelques millions d'années, un petit clin d'œil à l'échelle des temps géologiques. En fait, certains ravins semblent même être plus jeunes que cela ! Ces détections sont alléchantes. En effet, les observations suggèrent aux planétologues que de grandes quantités d'eau liquide peuvent encore s'attarder sur Mars à l'heure actuelle et que cette eau jaillissante pourrait être ce qui a creusé les ravins.

    Des études sont en cours pour évaluer le potentiel d'habitabilité passé de la planète rouge, ainsi que la possibilité de vie.

    Les nombreuses lunes de Mars

    La recherche publiée dans le numéro du 4 juillet 2016 de Géosciences de la nature met en évidence le principal facteur différenciant la naissance de la lune autour de Mars et de la Terre : les vitesses de rotation différentes des deux planètes ont provoqué « des actions de marée complètement différentes », a expliqué le Dr Charnoz dans le 4 juillet 2016. Communiqué de presse du CNRS. Le Dr Charnoz propose qu'au moment de leurs impacts respectifs, « la Terre a mis moins de quatre heures à tourner sur son axe alors que Mars a tourné très lentement sur une période de 24 heures. s'accrocher à sa grande lune unique, tandis que la collision martienne a créé une douzaine de petites lunes aux côtés d'une plus grande lune. Au fil du temps, l'action des marées martiennes résultant de la vitesse de rotation lente de la planète a provoqué le retour de la plupart des lunes, y compris la plus grande, à la surface de leur planète mère. En conséquence, seules les deux lunes les plus éloignées, Phobos et Déimos, a survécu comme témoignage de l'ancienne catastrophe.

    La grande lune disparue et infortunée aurait pu mesurer quelques centaines de kilomètres de diamètre. La grande lune aurait également permis à une poignée d'autres plus petites lunes de se former, y compris le duo de petites lunes informes qui survivent aujourd'hui. Cependant, cette grande lune intérieure serait née près ou dans le limite de Roche. C'est pourquoi il est probable qu'elle s'est écrasée sur Mars à la suite des forces de marée en quelques millions d'années et que la collection d'autres petites lunes a suivi leur chef. Seul Phobos et Déimos ont gardé leurs distances.

    Si cet ancien impact catastrophique s'est réellement produit, il devrait y avoir des dépôts de ces lunes tragiques sur la surface martienne. le Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) planifie actuellement une mission de retour d'échantillon à Phobos et Déimos, les Explorateur des lunes martiennes, et la NASA prévoit de renvoyer éventuellement sur Terre des échantillons de la surface de Mars, peut-être dès les années 2020. À la fin de leur article, les auteurs notent : « Notre scénario fournit une motivation supplémentaire pour un exemple de mission de retour vers les satellites martiens ».

    JAXA a annoncé une mission spatiale dont le début est prévu pour 2022, avec un retour attendu sur Terre en 2026. Son objectif est de réaliser une télédétection rapprochée et des observations in situ des deux Phobos et Déimos, et de rapporter des échantillons de Phobos,“ a commenté le Dr Ryuki Hyodo dans le 4 juillet 2016 Communiqué de presse du CNRS. Le Dr Hyodo est un scientifique planétaire, originaire de l'Université de Kobe au Japon, et il collabore également actuellement avec le IPG. "Des simulations d'impact à haute résolution sont encore nécessaires pour mieux comprendre la structure du disque", a-t-il poursuivi en expliquant à la presse.

    La collaboration franco-belge-japonaise en cours d'étude se réjouit de cette mission. JAXA prévoit de les enrôler pour effectuer des tests sur les échantillons martiens lorsqu'ils seront renvoyés sur Terre. Les échantillons aideront les scientifiques à déterminer si Phobos est en effet composé d'un mélange de manteau martien et de débris laissés à la suite du tragique accident protoplanète–comme suggéré par leurs simulations de superordinateur.

    "Plus généralement, nos résultats clarifient comment les impacts géants donnent naissance à des satellites et peuvent créer une grande variété de systèmes satellitaires", a déclaré le Dr Charnoz à la presse le 4 juillet 2016. Il a ajouté que l'équipe pourrait appliquer sa méthode à d'autres régions de notre Univers :

    „Uranus et Neptune et–pourquoi pas?–des systèmes de satellites autour d'exoplanètes que nous pourrons identifier à l'avenir.“


    NASA/JPL/Institut des sciences spatiales

    « Faisons un cri à Téthys, la lune qui est faite d'eau pure », déclare le planétologue Kevin Zahnlé du centre de recherche Ames de la NASA sur la lune saturnienne. C'est comme une larme dans l'espace. Désolé, une larme gelée dans l'espace.”

    L'une des caractéristiques les plus étranges de Tethys est un ensemble d'arcs de couleur rouge qui sillonnent la surface que les scientifiques soupçonnent d'être causés par des impuretés chimiques. C'est un spectacle relativement rare. Seuls quelques objets du système solaire ont des marques de couleur rouille à leur surface.

    Tethys (et Mimas) ont des signatures thermiques curieuses. Les observations thermiques que Cassini a prises en 2011 ont révélé des signatures en forme de Pac-Man. Les chercheurs pensent que les régions les plus froides des lunes sont bombardées d'électrons qui durcissent les surfaces glacées, ce qui rend leur réchauffement plus difficile.


    1. Titans

    C'était le cadeau de Noël parfait. Le 25 décembre 2004, le petit Sonde Huygens– une facette intégrale de la célèbre mission Cassini – flottait à travers une brume épaisse et sur la surface de Titan. Les images de l'atterrissage ont révélé un monde époustouflant qui ne ressemblait pas du tout au nôtre.

    "Ce doit être Titan", Pierre Gao, post-doctorant en astronomie à l'UC Berkeley, raconte Mécanique populaire. "C'est la seule lune avec une atmosphère épaisse et significative et la pression de surface est 50 pour cent plus élevée que la pression de surface sur Terre." Et tandis que vous voudriez absolument besoin d'un masque à oxygène, vous pourriez hypothétiquement marcher sur la surface de la lune sans combinaison pressurisée.

    Je veux dire bonjour. Titan.

    — Dr/Prof. Sarah Hörst (@PlanetDr) 12 décembre 2019

    TITAN. C'est le pire absolu. Lacs méthane. Ciel orange frais. Il traîne autour de Saturne, le plus beau joyau du ciel.

    – Chelsea Whyte (@chelswhyte) 12 décembre 2019

    L'atmosphère de Titan est remplie d'azote, tout comme celle de la Terre. Mais au lieu de l'oxygène, le prochain élément le plus abondant dans l'atmosphère lunaire est le méthane. La lune est dominée par des hydrocarbures comme le méthane et l'éthane. Tout comme nous trouvons les trois phases de l'eau sur Terre (liquide, eau et gaz), vous pouvez trouver les trois phases du méthane sur Titan.

    "Vous obtenez beaucoup de chimie qui forme cette brume orange et gluante qui fait le tour de la lune entière", dit Gao. C'est pourquoi il a l'air orange. Toute cette chimie conduit finalement à des tempêtes de méthane et d'éthane près de la surface. »

    En dehors de la Terre, c'est le seul corps céleste connu à avoir du liquide à sa surface. Les rivières, les lacs et les mers de Titan, comme Kraken Mare, sont remplis d'hydrocarbures. "Cela a l'air d'une familiarité envoûtante", déclare Spilker à propos des paysages variés de Titan. "Et pourtant, il fait juste froid"."

    Au lieu de calcaire ou de granit, le soubassement sur Titan, qui forme des montagnes saillantes et de grandes mesas, est fait de glace d'eau. Et puis il y a les dunes. Titan abrite un vaste réseau de champs de dunes, sculptés par ses vents d'azote et constitués principalement de grains d'hydrocarbures sombres qui, La NASA suggère, ressemblent à du marc de café.

    Comme si cela ne suffisait pas, les planétologues pensent qu'un vaste océan souterrain d'eau et d'ammoniac repose sous toutes ces caractéristiques, faisant de Titan, avec Europa et Encelade, un candidat potentiel pour trouver une certaine forme de la vie.

    Tout sur la lune est une énigme. C'est la deuxième plus grande lune du système solaire et, avec un rayon moyen d'environ 1 600 milles, la plus grande des lunes de Saturne. Rhéa, la prochaine plus grande lune de Saturne, a un rayon moyen de 475 milles. Les chercheurs ne savent pas exactement comment Titan s'est formé. Les isotopes d'azote suggèrent qu'il pourrait s'être formé dans le nuage d'Oort. Un récent théorie suggère qu'il s'est formé dans la zone de sécurité d'un disque planétaire, ce qui l'a empêché d'être englouti par Saturne.

    En 2026, la NASA prévoit de lancer le Mission libellule, un giravion qui hopskotch dans différentes régions à la surface de Titan, collectant des données pour mieux comprendre la lune la plus mystérieuse du système solaire.