Astronomie

Pourquoi les lunes d'Uranus et de Pluton tournent-elles autour de l'équateur ? Qu'est-ce qui fait que l'inclinaison d'une lune s'incline avec l'axe de rotation de sa planète ?

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Uranus et Pluton ont leurs axes de rotation de près de 90 degrés vers l'écliptique. Mais pourquoi leurs lunes s'inclinent-elles de la même manière ?

Cela signifie-t-il que leurs inclinaisons ont été causées par le passage près d'une masse externe qui a affecté la planète et ses lunes de manière égale, plutôt que par un processus spécifique à la planète tel qu'un impact de comète ou la tectonique ?

L'axe de rotation de Mars s'incline avec le temps, mais ses lunes sont aujourd'hui au-dessus de son équateur temporaire. La lune de la Terre est alignée avec l'écliptique et ne semble pas se soucier de notre inclinaison planétaire, bien que (ou à cause de ?) des masses océaniques tirent sur ses marées. Des exoplanètes ont été découvertes qui n'orbitent pas en alignement avec la rotation de leur étoile, et pourquoi le feraient-elles des milliards d'années après leur formation ?


J'ai réussi à trouver deux hypothèses pour l'inclinaison d'Uranus qui expliquent pourquoi ses lunes sont également en orbite sur un plan incliné.

le impacts multiples les hypothèses reposent sur le fait que, si Uranus s'était incliné sous la force d'un seul grand impact (comme on le croyait généralement), alors les lunes auraient dû rester sur leur plan d'origine. Une version corrigée de cette hypothèse disait que, si le disque d'accrétion à partir duquel se formait Uranus était toujours là, un impact l'aurait détruit et recréé au même endroit que le nouvel équateur. Les lunes se seraient alors accumulées à partir du disque sur ce plan. Ceci, cependant, aurait produit des lunes avec un mouvement rétrograde (ce qui n'est pas le cas pour la plupart). Ainsi, la dernière idée est qu'Uranus a subi de multiples impacts, ce qui, selon les simulations, fonctionne pour produire le système planétaire tel que nous le voyons aujourd'hui. (Il y a un autre problème avec cette hypothèse.)

le théorie sans collision (ou scénario sans collision tel que décrit dans l'article) propose qu'Uranus aurait pu s'incliner progressivement au fur et à mesure qu'il s'est formé sans qu'il soit nécessaire de postuler un impact (ou une série d'impacts), s'il avait un satellite supplémentaire et a commencé avec une grande inclinaison (qui est autorisé par les modèles actuels); la lune supplémentaire aurait pu être éjectée plus tard. Les simulations ont fonctionné pour une inclinaison initiale de plus de 17 degrés et une lune de 0,01 masse uranienne et à 50 rayons uraniens.


Tout comme les forces de marée peuvent pousser une lune vers l'extérieur et au fil du temps, circulariser l'orbite, le renflement équatorial de la planète a une force similaire qui attire la Lune dans une orbite au-dessus de l'équateur. Cela est vrai étant donné le temps et la vitesse de rotation suffisants pour que la planète ait un renflement équatorial suffisant.

Pour une lune en formation, il devrait y avoir une certaine similitude dans le moment angulaire pendant la formation naturellement. Semblable à une lune d'impact comme la nôtre où l'impact fait tourner la planète.

Une lune capturée peut orbiter dans les deux sens avec ou contre la rotation de la planète à n'importe quel angle par rapport à la planète équatoriale de la planète, au moins, initialement, mais le renflement équatorial a un effet de marée qui, au fil du temps, attire la lune au-dessus d'elle.

Le renflement de marée de la Terre, qui déplace la Lune de quelques centimètres chaque année, n'est que de quelques mètres de haut au-dessus des océans et de quelques centimètres au-dessus des terres. Le renflement équatorial de la Terre est de 42,77 km. Quelque 4 ordres de grandeur plus importants que le renflement de marée. Il n'est pas difficile de voir comment un renflement de cette taille, sur de nombreuses orbites, influencerait la lune dans une orbite au-dessus de l'équateur. Il en va de même pour les systèmes d'anneaux, qui se forment au-dessus de l'équateur d'une planète. "Demandez à un astronome" dit fondamentalement la même chose.

Des exceptions seraient si la lune a été récemment capturée, ou si la planète tournait très lentement (Vénus par exemple), ou si la lune était proche de la région instable de la sphère de la colline où l'objet qu'elle orbite (la planète) et l'objet qui limite la sphère de colline de la planète (le soleil) ont tous deux un effet sur la lune. Je soupçonne (mais je ne sais pas comment faire le calcul), que l'orbite de notre lune étant de 5 et changeant de degrés par rapport à l'équateur de la Terre est due à la proximité du soleil et de la Lune n'étant pas trop loin de la partie instable de la Hill Sphere .

Les autres lunes que vous mentionnez sont beaucoup plus à l'intérieur des sphères de colline de leur planète et beaucoup plus régies par le renflement équatorial de la planète. voir tableau et graphique ci-dessous.


Lunes d'Uranus

Uranus, la septième planète du système solaire, compte 27 lunes connues, dont la plupart portent le nom de personnages apparaissant ou mentionnés dans les œuvres de William Shakespeare et d'Alexander Pope. [1] Les lunes d'Uranus sont divisées en trois groupes : treize lunes intérieures, cinq lunes majeures et neuf lunes irrégulières. Les lunes intérieures et principales ont toutes des orbites progrades, tandis que les orbites des irrégulières sont pour la plupart rétrogrades. Les lunes intérieures sont de petits corps sombres qui partagent des propriétés et des origines communes avec les anneaux d'Uranus. Les cinq lunes principales sont ellipsoïdales, ce qui indique qu'elles ont atteint l'équilibre hydrostatique à un moment donné de leur passé (et peuvent être encore en équilibre), et quatre d'entre elles montrent des signes de processus internes tels que la formation de canyons et le volcanisme à leur surface. [2] La plus grande de ces cinq, Titania, a un diamètre de 1 578 km et la huitième plus grande lune du système solaire, soit environ un vingtième de la masse de la Lune de la Terre. Les orbites des lunes régulières sont presque coplanaires avec l'équateur d'Uranus, qui est incliné de 97,77° par rapport à son orbite. Les lunes irrégulières d'Uranus ont des orbites elliptiques et fortement inclinées (principalement rétrogrades) à de grandes distances de la planète. [3]

William Herschel a découvert les deux premières lunes, Titania et Oberon, en 1787. Les trois autres lunes ellipsoïdales ont été découvertes en 1851 par William Lassell (Ariel et Umbriel) et en 1948 par Gerard Kuiper (Miranda). [1] Ces cinq planètes peuvent être en équilibre hydrostatique et seraient donc considérées comme des planètes naines si elles étaient en orbite directe autour du Soleil. Les lunes restantes ont été découvertes après 1985, soit au cours de la Voyageur 2 mission de survol ou à l'aide de télescopes terrestres avancés. [2] [3]


Quelque chose de grand s'est écrasé sur Uranus et l'a changé pour toujours

Il s'avère qu'Uranus est si étrange à cause d'une collision massive il y a des milliards d'années.

Une nouvelle étude confirme que cette collision avec un objet énorme - qui était environ deux fois la taille de la Terre - aurait pu conduire à l'inclinaison extrême de la planète et à d'autres attributs étranges.

Uranus, la planète au nom inoubliable, est unique à bien des égards. "Toutes les planètes du système solaire tournent plus ou moins de la même manière … pourtant Uranus est complètement de son côté", Jacob Kegerreis, auteur principal de la nouvelle étude et chercheur à l'Institute for Computational Cosmology de l'Université de Durham au Royaume-Uni, a déclaré Space.com. Et ce n'est pas la seule chose qui rend la planète si étrange.

Uranus a également un champ magnétique "très, très étrange" et est extrêmement froid, même s'il "devrait" être plus chaud, selon Kegerreis. Dans cette étude, Kegerreis et son équipe d'astronomes cherchent à expliquer de nombreuses caractéristiques étranges de la planète en les attribuant à une collision avec un objet massif et glacé il y a environ 4 milliards d'années. [Photos d'Uranus, le géant incliné]

Pour mieux comprendre comment l'impact a affecté l'évolution d'Uranus, l'équipe a utilisé un superordinateur de grande puissance pour exécuter une simulation de collisions massives - quelque chose qui n'a jamais été fait auparavant. Cette étude confirme une étude plus ancienne qui suggérait que l'inclinaison significative d'Uranus était causée par une collision avec un objet massif.

Les chercheurs soupçonnent que cet objet était probablement une jeune protoplanète, composée de roche et de glace. Cette collision est "à peu près la seule façon" d'expliquer l'inclinaison d'Uranus, a déclaré Kegerreis.

Étonnamment, Uranus a conservé son atmosphère après cet impact. Les chercheurs pensent que c'est parce que l'objet n'a fait que frôler la planète, la frappant assez fort pour changer son inclinaison mais pas assez pour affecter son atmosphère, selon un communiqué de l'Université de Durham.

Il est probable que ce type d'événement n'est pas rare dans l'univers : « Toutes les preuves indiquent que les impacts géants sont fréquents lors de la formation des planètes, et avec ce type de recherche, nous avons maintenant une meilleure idée de leur effet sur les exoplanètes potentiellement habitables, " Luis Teodoro, co-auteur de l'étude et chercheur au BAER/NASA Ames Research Center, a déclaré dans le communiqué.

Mais cet énorme objet s'écrasant sur Uranus a fait plus que simplement le faire basculer dans une nouvelle inclinaison. Selon cette recherche, lorsque l'objet a heurté Uranus, certains des débris de l'impact peuvent avoir formé une fine coquille qui continue de piéger la chaleur provenant du noyau de la planète. Cela pourrait au moins partiellement expliquer pourquoi l'atmosphère extérieure d'Uranus est extrêmement froide.

Selon Kegerreis, cette collision pourrait également expliquer deux autres bizarreries concernant la planète inclinée. Premièrement, cela pourrait expliquer comment et pourquoi certaines des lunes d'Uranus se sont formées. Les chercheurs pensent que l'impact aurait pu projeter de la roche et de la glace sur l'orbite de la jeune planète – des débris qui deviendront plus tard certaines des 27 lunes d'Uranus. De plus, ils pensent que la collision aurait pu modifier la rotation de toutes les lunes qui existaient déjà à l'époque. L'année dernière, une étude distincte a également exploré cet aspect de la collision.

Les chercheurs suggèrent également que la collision aurait pu créer de la glace en fusion et des morceaux de roche à l'intérieur de la planète, ce qui a fait pencher son champ magnétique, selon le communiqué.

À la suite de cette étude, les chercheurs espèrent étudier cette collision avec des simulations à résolution encore plus élevée pour mieux comprendre l'évolution d'Uranus, selon Kegerreis. Il a également noté que l'équipe vise à étudier la chimie d'Uranus et les différentes manières dont un impact comme celui-ci aurait pu affecter son atmosphère.


Pourquoi les lunes d'Uranus et de Pluton tournent-elles autour de l'équateur ? Qu'est-ce qui fait que l'inclinaison des lunes s'incline avec l'axe de rotation de leur planète ? - Astronomie

Cette page expliquera comment les saisons sur les autres planètes se comparent aux saisons sur Terre. Les planètes comme Mercure, Vénus et Jupiter qui ont une inclinaison (inclinaison de l'axe de rotation par rapport au mouvement orbital) proche de zéro ou 180 degrés, de sorte que leur axe de rotation est plus ou moins perpendiculaire à leur orbite, n'ont pas de saisons. Des planètes telles que Mars, Saturne et Neptune qui ont une inclinaison similaire à celle de la Terre ont des saisons similaires à la Terre (bien que ces trois planètes, étant plus éloignées du Soleil, aient des saisons plus longues et plus froides que la Terre). Des planètes comme Uranus et Pluton qui ont une inclinaison proche de 90 degrés, de sorte qu'elles tournent sur leur "côté" et peuvent avoir un pôle ou l'autre face au Soleil pendant de longues périodes, ont des saisons extrêmes au cours desquelles même la planète L'équateur connaît des variations de température considérables (bien que les deux soient si éloignés du Soleil qu'il fait très froid partout, tout le temps). (résumé plus détaillé ajouté le 28/11/2006, sous l'illustration des inclinaisons)

Revue des Saisons sur la Terre
(BRÈVE revue à insérer sur la façon dont notre inclinaison provoque nos saisons, et si nous n'étions pas inclinés, nous n'aurions pas de saisons)

Les inclinaisons des autres planètes
Remarque sur la mesure des inclinaisons : dans le diagramme ci-dessous, trois planètes (Vénus, Uranus et Pluton) sont représentées avec deux valeurs pour leur inclinaison en rotation - une positive qui est supérieure à 90 degrés et une négative qui est le supplément de la valeur positive (180 degrés moins la valeur positive). Traditionnellement, la valeur positive était l'inclinaison, c'est-à-dire l'angle entre le pôle de rotation de l'orbite de la planète et le pôle de rotation de la planète, défini par la règle de la « main droite » : si vous tournez les doigts de votre main droite dans le sens de le mouvement de rotation de votre pouce, maintenu à angle droit par rapport à cette direction, pointe vers le pôle nord de la rotation. Cependant, en 1982, l'Union astronomique internationale a décidé de définir le pôle Nord de chaque planète comme le pôle situé du côté nord de l'orbite terrestre, ce qui a inversé la dénomination des pôles des trois planètes avec des inclinaisons supérieures à 90 degrés. C'est la raison de la valeur négative, qui est l'angle entre le pôle orbital et le pôle Nord en utilisant la nouvelle définition du pôle Nord. Lors de l'utilisation de cette définition, la rotation de la planète est considérée comme étant « vers l'arrière » (les étoiles tournent autour du pôle nord céleste de la planète dans le sens des aiguilles d'une montre plutôt que dans le sens inverse des aiguilles d'une montre), plutôt que « à l'envers ». (À des fins de calcul (voir Période de rotation et durée du jour), le sens de rotation doit être traité comme un nombre négatif lorsque l'inclinaison est supérieure à 90 degrés, quelle que soit la définition que vous utilisez pour le pôle « nord » de la planète.)


Diagramme des inclinaisons planétaires

Résumé de la relation entre les inclinaisons et les saisons (discussion détaillée ci-dessous) :
(1) Si la planète n'a pas d'inclinaison (Mercure, Vénus, Jupiter), elle n'a pas de saisons
(2) Si la planète a une inclinaison similaire à la nôtre (Mars, Saturne, Neptune), elle a des saisons similaires à la nôtre
(3) Si la planète a une inclinaison proche de 90 degrés (Uranus, Pluton), elle a des saisons extrêmes

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Éris est l'une des plus grandes planètes naines connues de notre système solaire. Il fait à peu près la même taille que Pluton, mais est trois fois plus éloigné du Soleil.

Éris a d'abord semblé plus grand que Pluton. Cela a déclenché un débat dans la communauté scientifique qui a conduit à la décision de l'Union astronomique internationale en 2006 de clarifier la définition d'une planète. Pluton, Eris et d'autres objets similaires sont maintenant classés comme des planètes naines.

Désignée à l'origine en 2003 UB313 (et surnommée pour la guerrière de la télévision Xena par son équipe de découverte), Eris porte le nom de l'ancienne déesse grecque de la discorde et des conflits. Le nom convient puisqu'Eris reste au centre d'un débat scientifique sur la définition d'une planète.

Découverte

Eris a été découvert le 21 octobre 2003 par M.E. Brown, C.A. Trujillo et D. Rabinowitz à l'observatoire de Palomar.

Taille et distance

Avec un rayon d'environ 722 miles (1 163 kilomètres), Eris représente environ 1/5 du rayon de la Terre. Éris, comme Pluton, est un peu plus petite que la Lune de la Terre. Si la Terre avait la taille d'un nickel, Eris serait à peu près aussi gros qu'un grain de maïs soufflé.

À une distance moyenne de 6 289 000 000 miles (10 125 000 000 kilomètres), Eris est à environ 68 unités astronomiques du Soleil. Une unité astronomique (en abrégé UA) est la distance du Soleil à la Terre. À cette distance, il faut plus de neuf heures à la lumière du soleil pour se rendre du Soleil à la surface d'Éris.

Orbite et rotation

Éris met 557 années terrestres pour faire un tour du Soleil. Le plan de l'orbite d'Eris est bien en dehors du plan des planètes du système solaire et s'étend bien au-delà de la ceinture de Kuiper, une zone de débris glacés au-delà de l'orbite de Neptune.

Comme Eris orbite autour du Soleil, il effectue une rotation toutes les 25,9 heures, ce qui rend sa durée de jour similaire à la nôtre.

Formation

La planète naine Eris est membre d'un groupe d'objets qui orbitent dans une zone en forme de disque au-delà de l'orbite de Neptune appelée la ceinture de Kuiper. Ce royaume lointain est peuplé de milliers de mondes glacés miniatures, qui se sont formés au début de l'histoire de notre système solaire il y a environ 4,5 milliards d'années. Ces corps glacés et rocheux sont appelés objets de la ceinture de Kuiper, objets transneptuniens ou plutoïdes.

Structure

Nous savons très peu de choses sur la structure interne d'Eris.

Surface

Eris a très probablement une surface rocheuse similaire à Pluton. Les scientifiques pensent que les températures de surface varient d'environ -359 degrés Fahrenheit (-217 degrés Celsius) à -405 degrés Fahrenheit (-243 degrés Celsius). Atmosphère

Atmosphère

La planète naine est souvent si loin du Soleil que son atmosphère s'effondre et gèle, tombant à la surface sous forme de neige. Au fur et à mesure qu'elle se rapproche du Soleil sur son orbite lointaine, l'atmosphère se dégèle.

Potentiel de vie

La surface d'Eris est extrêmement froide, il semble donc peu probable que la vie puisse y exister.

Lunes

Eris a une très petite lune appelée Dysnomie. La dysnomie a une orbite presque circulaire d'une durée d'environ 16 jours. Cette lune porte le nom de la fille d'Eris, la déesse démoniaque de l'anarchie.

La dysnomie et d'autres petites lunes autour des planètes et des planètes naines permettent aux astronomes de calculer la masse du corps parent. La dysnomie joue un rôle dans la détermination de la comparabilité de Pluton et d'Éris.

Anneaux

Magnétosphère

On ne sait rien de la magnétosphère d'Eris.

Exploration

Eris a été repéré pour la première fois en 2003 lors d'une étude de l'observatoire Palomar sur le système solaire externe par Mike Brown, professeur d'astronomie planétaire à l'Institut de technologie de Californie Chad Trujillo de l'Observatoire Gemini et David Rabinowitz de l'Université de Yale.


Contenu

Lorsqu'une galaxie ou un système planétaire se forme, sa matière prend la forme d'un disque. La plupart des matériaux orbitent et tournent dans une direction. Cette uniformité de mouvement est due à l'effondrement d'un nuage de gaz. [1] La nature de l'effondrement s'explique par la conservation du moment cinétique. En 2010, la découverte de plusieurs Jupiters chauds avec des orbites en arrière a remis en cause les théories sur la formation des systèmes planétaires. [2] Cela peut s'expliquer en notant que les étoiles et leurs planètes ne se forment pas isolément mais dans des amas d'étoiles qui contiennent des nuages ​​moléculaires. Lorsqu'un disque protoplanétaire entre en collision ou vole de la matière dans un nuage, cela peut entraîner un mouvement rétrograde d'un disque et des planètes résultantes. [3] [4]

Inclinaison orbitale Modifier

L'inclinaison d'un objet céleste indique si l'objet orbite est prograde ou rétrograde. L'inclinaison d'un objet céleste est l'angle entre son plan orbital et un autre référentiel tel que le plan équatorial du primaire de l'objet. Dans le système solaire, l'inclinaison des planètes est mesurée à partir du plan de l'écliptique, qui est le plan de l'orbite de la Terre autour du Soleil. [5] L'inclinaison des lunes est mesurée à partir de l'équateur de la planète sur laquelle elles orbitent. Un objet avec une inclinaison comprise entre 0 et 90 degrés est en orbite ou en rotation dans le même sens que le primaire tourne. Un objet avec une inclinaison d'exactement 90 degrés a une orbite perpendiculaire qui n'est ni prograde ni rétrograde. Un objet avec une inclinaison comprise entre 90 degrés et 180 degrés est sur une orbite rétrograde.

Inclinaison axiale Modifier

L'inclinaison axiale d'un objet céleste indique si la rotation est prograde ou rétrograde. L'inclinaison axiale est l'angle entre l'axe de rotation d'un objet et une ligne perpendiculaire à son plan orbital passant par le centre de l'objet. Un objet avec une inclinaison axiale jusqu'à 90 degrés tourne dans le même sens que son principal.Un objet avec une inclinaison axiale d'exactement 90 degrés a une rotation perpendiculaire qui n'est ni prograde ni rétrograde. Un objet avec une inclinaison axiale comprise entre 90 degrés et 180 degrés tourne dans la direction opposée à sa direction orbitale. Indépendamment de l'inclinaison ou de l'inclinaison axiale, le pôle nord de toute planète ou lune du système solaire est défini comme le pôle qui se trouve dans le même hémisphère céleste que le pôle nord de la Terre.

Planètes Modifier

Les huit planètes du système solaire orbitent autour du Soleil dans le sens de la rotation du Soleil, qui est dans le sens inverse des aiguilles d'une montre lorsqu'on les regarde depuis le pôle nord du Soleil. Six des planètes tournent également autour de leur axe dans cette même direction. Les exceptions – les planètes à rotation rétrograde – sont Vénus et Uranus. L'inclinaison axiale de Vénus est de 177°, ce qui signifie qu'elle tourne presque exactement dans la direction opposée à son orbite. Uranus a une inclinaison axiale de 97,77°, donc son axe de rotation est approximativement parallèle au plan du système solaire. La raison de l'inclinaison axiale inhabituelle d'Uranus n'est pas connue avec certitude, mais la spéculation habituelle est que lors de la formation du système solaire, une protoplanète de la taille de la Terre est entrée en collision avec Uranus, provoquant l'orientation asymétrique. [6]

Il est peu probable que Vénus se soit formée avec sa rotation rétrograde lente actuelle, qui prend 243 jours. Vénus a probablement commencé par une rotation prograde rapide avec une période de plusieurs heures, un peu comme la plupart des planètes du système solaire. Vénus est suffisamment proche du Soleil pour subir une importante dissipation de marée gravitationnelle, et possède également une atmosphère suffisamment épaisse pour créer des marées atmosphériques thermiquement entraînées qui créent un couple rétrograde. La rotation rétrograde lente actuelle de Vénus est en équilibre entre les marées gravitationnelles essayant de verrouiller Vénus au Soleil et les marées atmosphériques essayant de faire tourner Vénus dans une direction rétrograde. En plus de maintenir cet équilibre actuel, les marées sont également suffisantes pour expliquer l'évolution de la rotation de Vénus d'une direction prograde rapide primordiale à sa rotation rétrograde lente actuelle. [7] Dans le passé, diverses hypothèses alternatives ont été proposées pour expliquer la rotation rétrograde de Vénus, telles que des collisions ou s'être formée à l'origine de cette façon. [une]

Bien qu'elle soit plus proche du Soleil que Vénus, Mercure n'est pas verrouillée par les marées car elle est entrée dans une résonance spin-orbite de 3: 2 en raison de l'excentricité de son orbite. La rotation prograde de Mercure est suffisamment lente pour qu'en raison de son excentricité, sa vitesse orbitale angulaire dépasse sa vitesse de rotation angulaire près du périhélie, provoquant l'inversion temporaire du mouvement du soleil dans le ciel de Mercure. [8] Les rotations de la Terre et de Mars sont également affectées par les forces de marée avec le Soleil, mais elles n'ont pas atteint un état d'équilibre comme Mercure et Vénus car elles sont plus éloignées du Soleil où les forces de marée sont plus faibles. Les géantes gazeuses du système solaire sont trop massives et trop éloignées du Soleil pour que les forces de marée ralentissent leurs rotations. [7]

Planètes naines Modifier

Toutes les planètes naines connues et les planètes candidates naines ont des orbites progrades autour du Soleil, mais certaines ont une rotation rétrograde. Pluton a une rotation rétrograde, son inclinaison axiale est d'environ 120 degrés. [9] Pluton et sa lune Charon sont étroitement liés l'un à l'autre. On soupçonne que le système satellitaire plutonien a été créé par une collision massive. [10] [11]

Satellites naturels et anneaux Modifier

Si elle est formée dans le champ de gravité d'une planète au fur et à mesure que la planète se forme, une lune orbitera autour de la planète dans le même sens que la planète tourne et est une lune régulière. Si un objet est formé ailleurs et ensuite capturé en orbite par la gravité d'une planète, il peut être capturé dans une orbite rétrograde ou prograde selon qu'il s'approche d'abord du côté de la planète qui tourne vers elle ou s'en éloigne. C'est une lune irrégulière. [12]

Dans le système solaire, de nombreuses lunes de la taille d'un astéroïde ont des orbites rétrogrades, alors que toutes les grandes lunes à l'exception de Triton (la plus grande des lunes de Neptune) ont des orbites progrades. [13] On pense que les particules de l'anneau Phoebe de Saturne ont une orbite rétrograde parce qu'elles proviennent de la lune irrégulière Phoebe.

Tous les satellites rétrogrades subissent une décélération des marées dans une certaine mesure. Le seul satellite du système solaire pour lequel cet effet n'est pas négligeable est la lune Triton de Neptune. Tous les autres satellites rétrogrades sont sur des orbites lointaines et les forces de marée entre eux et la planète sont négligeables.

Dans la sphère de Hill, la région de stabilité des orbites rétrogrades à grande distance du primaire est plus grande que celle des orbites progrades. Cela a été suggéré comme explication de la prépondérance des lunes rétrogrades autour de Jupiter. Étant donné que Saturne a un mélange plus homogène de lunes rétrogrades/progrades, les causes sous-jacentes semblent être plus complexes. [14]

À l'exception d'Hypérion, tous les satellites naturels planétaires connus du système solaire sont verrouillés par marée sur leur planète hôte, ils ont donc une rotation nulle par rapport à leur planète hôte, mais ont le même type de rotation que leur planète hôte par rapport à la Soleil car ils ont des orbites progrades autour de leur planète hôte. C'est-à-dire qu'ils ont tous une rotation prograde par rapport au Soleil, sauf ceux d'Uranus.

S'il y a une collision, la matière pourrait être éjectée dans n'importe quelle direction et fusionner en lunes progrades ou rétrogrades, ce qui peut être le cas pour les lunes de la planète naine Haumea, bien que le sens de rotation de Haumea ne soit pas connu. [15]

Astéroïdes Modifier

Les astéroïdes ont généralement une orbite prograde autour du Soleil. Seules quelques dizaines d'astéroïdes en orbite rétrograde sont connus.

Certains astéroïdes avec des orbites rétrogrades peuvent être des comètes grillées, [16] mais certains peuvent acquérir leur orbite rétrograde en raison d'interactions gravitationnelles avec Jupiter. [17]

En raison de leur petite taille et de leur grande distance de la Terre, il est difficile d'analyser au télescope la rotation de la plupart des astéroïdes. En 2012, des données sont disponibles pour moins de 200 astéroïdes et les différentes méthodes de détermination de l'orientation des pôles entraînent souvent de grandes divergences. [18] Le catalogue des vecteurs de spin des astéroïdes à l'observatoire de Poznan [19] évite l'utilisation des expressions « rotation rétrograde » ou « rotation prograde » car cela dépend du plan de référence auquel il est destiné et les coordonnées des astéroïdes sont généralement données par rapport au plan de l'écliptique plutôt qu'à le plan orbital de l'astéroïde. [20]

Les astéroïdes avec des satellites, également connus sous le nom d'astéroïdes binaires, représentent environ 15% de tous les astéroïdes de moins de 10 km de diamètre dans la ceinture principale et la population proche de la Terre et on pense que la plupart sont formés par l'effet YORP provoquant la rotation d'un astéroïde. vite qu'il se brise. [21] À partir de 2012, et lorsque la rotation est connue, tous les satellites d'astéroïdes orbitent autour de l'astéroïde dans le même sens que l'astéroïde tourne. [22]

La plupart des objets connus qui sont en résonance orbitale orbitent dans la même direction que les objets avec lesquels ils sont en résonance, cependant quelques astéroïdes rétrogrades ont été trouvés en résonance avec Jupiter et Saturne. [23]

Comètes Modifier

Les comètes du nuage d'Oort sont beaucoup plus susceptibles que les astéroïdes d'être rétrogrades. [16] La Comète de Halley a une orbite rétrograde autour du Soleil. [24]

Objets de la ceinture de Kuiper Modifier

La plupart des objets de la ceinture de Kuiper ont des orbites progrades autour du Soleil. Le premier objet de la ceinture de Kuiper découvert pour avoir une orbite rétrograde était 2008 KV 42 . [25] Les autres objets de la ceinture de Kuiper avec des orbites rétrogrades sont (471325) 2011 KT19, [26] (342842) 2008 YB 3 , (468861) 2013 LU 28 et 2011 MM4. [27] Toutes ces orbites sont fortement inclinées, avec des inclinaisons de l'ordre de 100° à 125°.

Météoroïdes Modifier

Les météoroïdes en orbite rétrograde autour du Soleil frappent la Terre à une vitesse relative plus rapide que les météoroïdes progrades et ont tendance à se consumer dans l'atmosphère et sont plus susceptibles de frapper le côté de la Terre opposé au Soleil (c'est-à-dire la nuit) alors que le les météorites progrades ont des vitesses de fermeture plus lentes et atterrissent plus souvent sous forme de météorites et ont tendance à frapper le côté de la Terre faisant face au soleil. La plupart des météorites sont progrades. [28]

Mouvement orbital du Soleil Modifier

Le mouvement du Soleil autour du centre de masse du système solaire est compliqué par les perturbations des planètes. Tous les quelques centaines d'années, ce mouvement bascule entre prograde et rétrograde. [29]

Le mouvement rétrograde, ou la régression, dans l'atmosphère terrestre est observé dans les systèmes météorologiques dont le mouvement est opposé à la direction régionale générale du flux d'air, c'est-à-dire d'est en ouest contre les vents d'ouest ou d'ouest en est à travers les alizés d'est. Le mouvement prograde par rapport à la rotation planétaire est observé dans la super-rotation atmosphérique de la thermosphère de la Terre et dans la haute troposphère de Vénus. Les simulations indiquent que l'atmosphère de Pluton devrait être dominée par des vents rétrogrades à sa rotation. [30]

Les satellites artificiels destinés aux orbites à faible inclinaison sont généralement lancés dans la direction prograde, car cela minimise la quantité de propergol nécessaire pour atteindre l'orbite en profitant de la rotation de la Terre (un site de lancement équatorial est optimal pour cet effet). Cependant, les satellites israéliens Ofeq sont lancés dans une direction rétrograde vers l'ouest au-dessus de la Méditerranée pour s'assurer que les débris de lancement ne tombent pas sur des zones terrestres peuplées.

Les étoiles et les systèmes planétaires ont tendance à naître dans des amas d'étoiles plutôt que de se former isolément. Les disques protoplanétaires peuvent entrer en collision ou voler de la matière dans les nuages ​​moléculaires au sein de l'amas, ce qui peut conduire à des disques et à leurs planètes résultantes ayant des orbites inclinées ou rétrogrades autour de leurs étoiles. [3] [4] Le mouvement rétrograde peut également résulter d'interactions gravitationnelles avec d'autres corps célestes dans le même système (voir mécanisme de Kozai) ou d'une quasi-collision avec une autre planète, [1] ou il se peut que l'étoile elle-même se soit retournée tôt dans la formation de leur système en raison des interactions entre le champ magnétique de l'étoile et le disque formant la planète. [31] [32]

Le disque d'accrétion du protostar IRAS 16293-2422 a des parties tournant dans des directions opposées. C'est le premier exemple connu de disque d'accrétion contrarotatif. Si ce système forme des planètes, les planètes intérieures orbiteront probablement dans la direction opposée aux planètes extérieures. [33]

WASP-17b a été la première exoplanète découverte en orbite autour de son étoile dans le sens inverse de la rotation de l'étoile. [34] Une seconde planète de ce type a été annoncée juste un jour plus tard : HAT-P-7b. [35]

Dans une étude, plus de la moitié de tous les Jupiters chauds connus avaient des orbites mal alignées avec l'axe de rotation de leurs étoiles mères, six ayant des orbites en arrière. [2]

Les derniers impacts géants au cours de la formation planétaire ont tendance à être le principal déterminant du taux de rotation d'une planète terrestre. Au cours de la phase d'impact géant, l'épaisseur d'un disque protoplanétaire est bien plus grande que la taille des embryons planétaires, de sorte que les collisions sont également susceptibles de provenir de n'importe quelle direction en trois dimensions. Cela se traduit par une inclinaison axiale des planètes accrétées allant de 0 à 180 degrés avec n'importe quelle direction aussi probable que n'importe quelle autre avec des spins progrades et rétrogrades également probables. Par conséquent, le spin prograde avec une faible inclinaison axiale, courant pour les planètes telluriques du système solaire à l'exception de Vénus, n'est pas courant pour les planètes telluriques en général. [36]

Le motif des étoiles semble fixe dans le ciel, en ce qui concerne la vision humaine, c'est parce que leurs distances massives par rapport à la Terre entraînent un mouvement imperceptible à l'œil nu. En réalité, les étoiles orbitent autour du centre de leur galaxie.

Les étoiles avec une orbite rétrograde par rapport à la rotation générale d'une galaxie à disque sont plus susceptibles d'être trouvées dans le halo galactique que dans le disque galactique. Le halo externe de la Voie lactée comporte de nombreux amas globulaires à orbite rétrograde [37] et à rotation rétrograde ou nulle. [38] La structure du halo est le sujet d'un débat en cours. Plusieurs études ont prétendu trouver un halo composé de deux composants distincts. [39] [40] [41] Ces études trouvent un halo « double », avec une composante prograde interne, plus riche en métal (c'est-à-dire que les étoiles orbitent autour de la galaxie en moyenne avec la rotation du disque), et une partie externe pauvre en métal. , composant rétrograde (rotation contre le disque). Cependant, ces résultats ont été contestés par d'autres études, [42] [43] s'opposant à une telle dualité. Ces études démontrent que les données d'observation peuvent être expliquées sans dualité, en utilisant une analyse statistique améliorée et en tenant compte des incertitudes de mesure.

On pense que l'étoile voisine de Kapteyn s'est retrouvée avec son orbite rétrograde à grande vitesse autour de la galaxie en raison de son arrachement à une galaxie naine qui a fusionné avec la Voie lactée. [44]

Galaxies satellites Modifier

Les survols rapprochés et les fusions de galaxies au sein d'amas de galaxies peuvent extraire de la matière des galaxies et créer de petites galaxies satellites sur des orbites progrades ou rétrogrades autour de galaxies plus grandes. [45]

Une galaxie appelée Complexe H, qui orbite autour de la Voie lactée dans une direction rétrograde par rapport à la rotation de la Voie lactée, entre en collision avec la Voie lactée. [46] [47]

Renflements contrarotatifs Modifier

NGC 7331 est un exemple de galaxie qui a un renflement qui tourne dans la direction opposée au reste du disque, probablement en raison de la chute de matière. [48]

Trous noirs centraux Modifier

Le centre d'une galaxie spirale contient au moins un trou noir supermassif. [49] Un trou noir rétrograde – dont la rotation est opposée à celle de son disque – crache des jets beaucoup plus puissants que ceux d'un trou noir prograde, qui peut n'avoir aucun jet. Les scientifiques ont produit un cadre théorique pour la formation et l'évolution des trous noirs rétrogrades basé sur l'écart entre le bord intérieur d'un disque d'accrétion et le trou noir. [50] [51] [52]


Faits sur Uranus

  • Uranus a été officiellement découvert par Sir William Herschel en 1781.
    Il est trop sombre pour avoir été vu par les anciens. Au début, Herschel pensait que c'était une comète, mais plusieurs années plus tard, elle a été confirmée comme une planète. Herscal a essayé de faire nommer sa découverte "Georgian Sidus" d'après le roi George III. Le nom Uranus a été suggéré par l'astronome Johann Bode. Le nom vient de l'ancienne divinité grecque Ouranos.
  • Uranus tourne sur son axe une fois toutes les 17 heures, 14 minutes.
    La planète tourne dans une direction rétrograde, à l'opposé de la façon dont la Terre et la plupart des autres planètes tournent.
  • Uranus fait un tour du Soleil toutes les 84 années terrestres.
    Pendant certaines parties de son orbite, l'un ou l'autre de ses pôles pointe directement vers le Soleil et reçoit environ 42 ans d'ensoleillement direct. Le reste du temps, ils sont dans l'obscurité.
  • Uranus est souvent qualifiée de planète « géante de glace ».
    Comme les autres géantes gazeuses, elle a une couche supérieure d'hydrogène, qui contient de l'hélium mélangé. En dessous se trouve un "manteau glacé, qui entoure une carotte de roche et de glace". La haute atmosphère est composée d'eau, d'ammoniac et de cristaux de glace de méthane qui donnent à la planète sa couleur bleu pâle.
  • Uranus atteint les températures les plus froides de toutes les planètes.
    Avec une température atmosphérique minimale de -224°C, Uranus est la planète la plus froide du système solaire. Bien que Neptune ne soit pas aussi froid qu'Uranus, il fait en moyenne plus froid. La haute atmosphère d'Uranus est recouverte d'une brume de méthane qui cache les tempêtes qui se déroulent dans les nuages.
  • Uranus a deux séries d'anneaux de couleur foncée très minces.
    Les particules annulaires sont petites, allant de particules de la taille d'une poussière à de petits rochers. Il y a onze anneaux intérieurs et deux anneaux extérieurs. Ils se sont probablement formés lorsqu'une ou plusieurs des lunes d'Uranus ont été brisées lors d'un impact. Les premiers anneaux ont été découverts en 1977, les deux anneaux extérieurs ayant été découverts dans les images du télescope spatial Hubble entre 2003 et 2005.
  • Les lunes d'Uranus portent le nom de personnages créés par William Shakespeare et Alexander Pope.
    Il s'agit notamment d'Oberon, Titania et Miranda. Tous sont des mondes gelés avec des surfaces sombres. Certains sont des mélanges de glace et de roche. La lune d'Uranian la plus intéressante est Miranda, elle possède des canyons de glace, des terrasses et d'autres surfaces d'apparence étrange.
  • Un seul vaisseau spatial a survolé Uranus.
    En 1986, le vaisseau spatial Voyager 2 a balayé la planète à une distance de 81 500 km. Il a renvoyé les premières images rapprochées de la planète, de ses lunes et de ses anneaux.

Composition et structure de surface :

La densité moyenne de Miranda (1,2 g/cm 3 ) en fait la moins dense des lunes uraniennes. Cela suggère également que Miranda est en grande partie composée de glace d'eau (au moins 60 %), le reste étant probablement constitué de roches silicatées et de composés organiques à l'intérieur. La surface de Miranda est également la plus diversifiée et la plus extrême de toutes les lunes du système solaire, avec des caractéristiques qui semblent être mélangées de manière aléatoire.

Cela se compose d'énormes canyons de failles aussi profonds que 20 km (12 mi), de couches en terrasses et de la juxtaposition de surfaces anciennes et jeunes apparemment au hasard. Ce patchwork de terrain accidenté indique qu'une intense activité géologique a eu lieu dans le passé de Miranda, qui aurait été provoquée par le réchauffement des marées pendant la période où elle était en résonance orbitale avec Umbriel (et peut-être Ariel).

Cette résonance aurait augmenté l'excentricité orbitale et, avec les forces de marée variables d'Uranus, aurait provoqué un réchauffement à l'intérieur de Miranda et conduit à un resurfaçage. De plus, la différenciation incomplète de la lune, grâce à laquelle la roche et la glace étaient réparties plus uniformément, aurait pu conduire à une remontée de matériaux plus légers dans certaines zones, conduisant ainsi à des régions jeunes et plus anciennes coexistantes.

Uranus’ lune Miranda, imagée par la sonde spatiale Voyager 2 le 24 janvier 1986. Crédit : NASA/JPL-Caltech

Une autre théorie est que Miranda a été brisée par un impact massif, dont les fragments se sont réassemblés pour produire un noyau fracturé. Dans ce scénario, qui, selon certains scientifiques, aurait pu se produire jusqu'à cinq fois, les fragments les plus denses se seraient enfoncés profondément à l'intérieur, avec de la glace d'eau et des substances volatiles au-dessus d'eux et reflétant leur forme fracturée.

Dans l'ensemble, les scientifiques reconnaissent cinq types de caractéristiques géologiques sur Miranda, qui comprennent les cratères, les coronae (grandes sillons), les regiones (régions géologiques), les rupes (escarpements ou canyons) et les sulci (sillons parallèles).

Les régions cratérisées de Miranda sont différenciées entre les régions plus jeunes et légèrement cratérisées et les plus anciennes et plus lourdes. Les régions légèrement cratérisées comprennent des crêtes et des vallées, qui sont séparées des zones plus fortement cratérisées par des limites nettes de caractéristiques dépareillées. Les plus grands cratères connus ont un diamètre d'environ 30 km (20 mi), les autres se situant entre 5 et 10 km (3 à 6 mi).

Miranda possède la plus grande falaise connue du système solaire, connue sous le nom de Verona Rupes (du nom du décor de Shakespeare’s Roméo et Juliette).Cette roupie a un dénivelé de plus de 5 km (3,1 mi) –, ce qui la rend 12 fois plus profonde que le Grand Canyon. Les scientifiques soupçonnent que les crêtes et les canyons de Miranda représentent des blocs d'inclinaison d'extension - un événement tectonique où les plaques tectoniques s'écartent, formant des motifs de terrain déchiqueté avec des chutes abruptes.

Image prise par la sonde Voyager 2 lors de son approche rapprochée le 24 janvier 1986, avec une résolution d'environ 700 m (2300 ft). Crédit : NASA/JPL

Les couronnes les plus connues existent dans l'hémisphère sud, avec trois structures rainurées géantes ressemblant à des hippodromes qui mesurent au moins 200 km (120 mi) de large et jusqu'à 20 km (12 mi) de profondeur. Ces caractéristiques, nommées Arden, Elseneur et Inverness (tous les emplacements dans les pièces de Shakespeare) peuvent s'être formées via des processus d'extension au sommet des diapirs (c'est-à-dire des remontées de glace chaude).

D'autres caractéristiques peuvent être dues à des éruptions cryovolcaniques de magma glacé, qui auraient été provoquées par la flexion et le réchauffement des marées dans le passé. Avec un albédo de 0,32, la surface de Miranda est presque aussi brillante que celle d'Ariel, la plus brillante des plus grandes lunes uraniennes. Son apparence légèrement plus foncée est probablement due à la présence de matière carbonée dans sa glace de surface.


1. Les planètes en général

1.1. Qu'est-ce qu'une planète ?

Il n'est pas facile de trouver une bonne définition d'une planète. Une planète est un amas de matière dans l'espace, mais il y a de très nombreux amas de matière dans l'espace que nous n'appelons pas encore planètes, comme les lunes, les astéroïdes et les étoiles. Il n'y a pas de différence claire (en ce qui concerne les mesures du corps céleste lui-même) entre les grandes planètes et les petites étoiles, ou entre les petites planètes et les gros astéroïdes ou lunes.

En 2006, l'AIU a adopté une définition d'une planète, après de nombreux débats. Une planète est maintenant un objet céleste qui

La règle 1 définit la différence entre les planètes et les lunes. Certaines lunes sont plus grosses que certaines planètes, mais parce que les lunes tournent autour d'autre chose et pas directement autour de l'étoile (comme le Soleil), elles ne sont pas elles-mêmes des planètes.

La règle 2 définit la différence entre les planètes et les corps plus petits, qui ne sont pas ronds mais, par exemple, en forme de pomme de terre.

La règle 3 signifie que certains corps célestes ronds qui orbitent directement autour du Soleil ne sont pas encore des planètes. Cela vaut également pour Pluton, qui, depuis sa découverte en 1930 jusqu'en 2006, s'appelait une planète, et pour 1 Cérès (le plus grand des astéroïdes) et pour divers corps célestes qui sont à peu près aussi gros que Pluton et qui se déplacent dans la même région de l'espace comme Pluton.

Si un corps céleste satisfait aux règles 1 et 2 mais pas à la règle 3, il est alors appelé planète naine.

1.2. Météo sur les planètes

À certaines latitudes, les nuages ​​et le temps ont tendance à se déplacer vers l'est, mais à d'autres latitudes, ils ont tendance à se déplacer vers l'ouest. La chaleur se déplace en moyenne des zones les plus chaudes vers les zones les plus froides. L'équateur est plus chaud que les pôles, donc, en moyenne, l'air plus chaud se déplace de la région équatoriale vers les pôles, et l'air plus froid se déplace des pôles vers la région équatoriale, il y a donc une composante nord-sud aux vents dominants.

Les planètes tournent autour de leur axe, ce qui génère des forces de Coriolis qui font que l'air voyageant vers le nord ou le sud s'écarte de sa trajectoire rectiligne. Cela fait que le mouvement de l'air (et le temps) a également une composante est-ouest.

La direction du mouvement de l'air et du temps varie avec le temps, avec la latitude de la planète et aussi avec l'altitude. Les détails exacts dépendent des propriétés de l'atmosphère, de la vitesse de rotation de la planète et de la quantité de lumière solaire que la planète reçoit (c'est-à-dire de la distance du Soleil et des saisons), et ne peuvent pas être facilement prédits sans l'utilisation d'un modèle informatique.

Si vous voulez en savoir plus, demandez à un météorologue.

1.3. Couleurs des planètes

Ci-dessous, je montre la couleur moyenne des planètes, que j'ai dérivée d'une image de cette planète. Il faut être un peu prudent avec de telles images, car leurs couleurs sont souvent exagérées pour mieux faire ressortir certains détails. Je ne suis pas sûr que toutes les images que j'ai utilisées montrent les couleurs naturelles des planètes.

Planète Code couleur Photo
Mercure #FFA7AE ALPO 2002-04-20
Vénus #FFE49A APOD 2004-05-16
Mars #FFCFC2 APOD 2003-12-18
Terre #EFE9FF APOD 1999-01-31
Lune #FFF6E2 APOD 1999-12-22
Jupiter #FFFEF2 APOD 2000-10-11
Saturne #FFF5EB APOD 2003-08-17
Uranus #CEE9FF APOD 2001-08-26
Neptune #81FFFE TVH 1994-06-28
Pluton #FFC49A APOD 2001-03-19

1.4. Ingrédients planétaires

Les planètes semblables à la Terre sont constituées de roche et de métal, qui contiennent des éléments tels que l'oxygène, le silicium, le fer et le nickel. Les planètes semblables à Jupiter sont composées principalement d'hydrogène et d'hélium. Ils peuvent également avoir un noyau rocheux bien en dessous des couches de gaz, et ce noyau est alors probablement composé d'éléments similaires à ceux des planètes semblables à la Terre. Cependant, nous ne savons pas encore avec certitude si ces planètes joviennes ont même un noyau rocheux et quelle est la composition d'un tel noyau, car aucun vaisseau spatial n'est jamais allé sous les couches nuageuses les plus élevées pour y prendre des mesures. Voir aussi la question 281.

Le tableau 1 indique le type de chaque planète.

Tableau 1 : Ingrédients de la planète

Planète À l'intérieur Glace? Atmosphère?
Mercure rocheux non non
Vénus rocheux non très épais
Terre rocheux poteaux cocher
Mars rocheux poteaux très fin
Jupiter rocheux? gaz non très épais
Saturne rocheux? gaz non très épais
Uranus rocheux? gaz non très épais
Neptune rocheux? gaz non très épais
Pluton rocheux? glace Oui très fin?

1.5. Soleil sur les planètes

La quantité de lumière solaire qu'une planète reçoit par unité de surface dépend de la distance de la planète au Soleil. Le tableau suivant montre la distance moyenne (r) du Soleil (en UA), la quantité (L) de lumière solaire qu'une planète reçoit par unité de surface, comparée à la quantité à un endroit similaire sur Terre, et le magnitude visuelle (V) du Soleil vue juste à l'extérieur de l'atmosphère de cette planète.

Planète r L V
Mercure 0.387 6.67 &moins28,8
Vénus 0.723 1.91 &moins27,4
Terre 1.000 1.00 &moins26,7
Mars 1.524 0.43 &moins25,8
Jupiter 5.203 0.037 &moins23.1
Saturne 9.539 0.011 &moins21,8
Uranus 19.181 0.0027 &moins20,3
Neptune 30.058 0.0011 &moins19,3
Pluton 39.44 0.00064 &moins18,7

1.6. La gravité sur d'autres planètes

La gravité sur d'autres planètes fonctionne de la même manière que la gravité sur Terre, mais peut être plus forte ou plus faible que sur Terre. Si la gravité à la surface d'une planète est plus forte que la gravité à la surface de la Terre, alors votre poids est plus grand sur cette planète, et alors vous pouvez sauter moins haut sur cette planète que sur Terre. Si la gravité est inférieure à celle de la Terre, alors votre poids est inférieur et vous pouvez sauter plus haut que sur Terre. Voir la réponse à la question 135.

1.7. planètes joviennes

Jovian signifie "comme Jupiter". Une planète jovienne est une planète dont la composition et la taille sont similaires à Jupiter. Une telle planète est beaucoup plus grande que la Terre et est entourée de couches de gaz épaisses de milliers de kilomètres ou de miles et composées principalement d'hydrogène et d'hélium (tout comme le Soleil). Dans notre système solaire, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune sont des planètes joviennes.

Une planète jovienne peut avoir un noyau rocheux bien en dessous des couches de gaz, mais ce n'est peut-être pas le cas. Vous ne pouvez certainement pas vous tenir sur le gaz, et s'il y a un noyau rocheux, alors vous ne survivriez pas si vous vous teniez dessus, car la température et la pression y sont énormes.

1.8. Une correspondance avec une planète gazeuse

Une planète gazeuse (planète jovienne) n'explosera pas si vous lui tenez une allumette brûlante, car le contenu d'une planète gazeuse n'est pas un mélange combustible.

Une explosion causée par une allumette en feu est une réaction chimique rapide qui libère beaucoup d'énergie. Toutes les réactions chimiques ne libèrent pas d'énergie : de nombreux types de réactions chimiques coûtent de l'énergie, et celles-ci ne se produiront pas toutes seules et ne peuvent pas se maintenir.

Les réactions chimiques qui libèrent de l'énergie peuvent se produire spontanément (si les bons ingrédients sont réunis) et peuvent continuer tant qu'il reste suffisamment d'ingrédients.

Une planète gazeuse est principalement constituée d'hydrogène gazeux, qui ne fait pas de réactions chimiques avec lui-même. Les planètes gazeuses contiennent également de l'hélium (seulement environ un dixième du nombre d'atomes d'hélium par rapport aux atomes d'hydrogène), mais l'hélium est un gaz noble et ne réagit pas spontanément chimiquement avec quoi que ce soit. Une planète gazeuse contient également d'autres éléments, mais ceux-ci ne constituent qu'une infime proportion (moins de 1 %). Même si vous pouviez enflammer tous ces autres éléments avec une allumette brûlante (ce que vous ne pouvez pas), même alors, seule une très petite fraction de la planète gazeuse brûlerait.

Sur Terre, une allumette est dangereuse car 20 % de l'atmosphère terrestre est constituée d'oxygène, qui déclenche facilement des réactions chimiques avec de nombreux types de carburant. Sans la présence d'autant d'oxygène, ces carburants ne brûleraient pas. De plus, sans oxygène, même le bois de l'allumette ne continuerait pas à brûler.

Donc, si vous voulez faire exploser une planète gazeuse, vous devez y injecter une quantité d'oxygène à peu près égale. Vous aurez peut-être encore besoin d'une étincelle.

1.9. La dixième planète

(Attention : Pluton était considérée comme une planète depuis sa découverte en 1930 jusqu'en 2006, mais est considérée comme une planète naine depuis 2006. Ainsi, de 1930 à 2006, il y avait 9 planètes dans notre système solaire, mais depuis 2006, il n'y en a que 8. "La dixième planète" date de la période entre 1930 et 2006, quand il y avait 9 planètes connues, et fait référence à "la prochaine planète nouvellement découverte".)

Jusqu'en 2006, "peut-être la dixième planète" a été déclarée dans les nouvelles de temps en temps lorsqu'un nouveau corps céleste a été découvert au-delà de l'orbite de Neptune. Des exemples récents sont 50000 Quaoar (également appelé 2002 LM60) et 90377 Sedna (2003 VB12). Ces deux objets célestes sont probablement faits de glace, de poussière et de roche, tout comme les comètes et la planète naine Pluton. Ils sont probablement plus petits que Pluton, mais pas beaucoup plus petits.

Lorsqu'une telle "éventuellement nouvelle planète" fait l'actualité, on ne sait généralement pas encore grand-chose sur le nouvel objet, à l'exception de sa luminosité dans le ciel, un joli nom inventé par ses découvreurs, et une estimation de sa taille, qui est généralement proche de la taille de Pluton. Cependant, il est difficile de déterminer la taille d'un si petit objet à une si grande distance. (Voir la page d'estimation de la taille pour plus d'informations à ce sujet.) La taille présentée est souvent basée sur la luminosité observée et sur une estimation de l'albédo de l'objet. Si vous utilisez une estimation inférieure pour l'albédo (donc la surface de l'objet est plus sombre), alors vous obtenez automatiquement une estimation plus grande pour la taille, et donc une meilleure chance de publier votre découverte dans le journal. Il faut donc prendre ces tailles rapportées avec des pincettes, sauf si elles ont été déterminées de manière indépendante (par exemple, par une mesure de la température de l'objet).

Les objets célestes tels que Quaoar et Sedna sont présentés comme des planètes possibles car ils sont vraisemblablement assez similaires à Pluton : ils ont une taille similaire à celle de Pluton, probablement à peu près la même composition, et sont tous au-delà de l'orbite de Neptune. Selon certaines personnes, ces objets ont autant le droit d'être appelés planètes que Pluton, donc soit ils devraient tous être appelés planètes, soit aucun d'entre eux ne le devrait. Depuis environ 1992, des centaines d'objets de la ceinture de Kuiper ont été découverts, dont Pluton, Quaoar et Sedna sont (jusqu'à présent) les plus gros. Il est tout à fait possible que l'on puisse en découvrir un qui est plus grand que Pluton.

En août 2006, l'IAU a inventé une définition des planètes qui signifie que Pluton et les objets célestes similaires ne sont pas des planètes, mais des planètes naines. Depuis lors, Pluton n'est plus une planète, mais une planète naine.

Pluton a reçu un numéro (134340), tout comme les autres objets de la ceinture de Kuiper (KBO) et astéroïdes, afin que les bases de données contenant des informations sur les KBO n'aient pas à faire d'exception pour le seul KBO sans numéro (c'est-à-dire Pluton) .

1.10. Volcans sur d'autres planètes

Il y a des volcans actifs sur au moins la Terre et la lune Io qui orbite autour de Jupiter. Il y a aussi des volcans sur Mars (comme l'Olympus Mons, le plus grand volcan connu aujourd'hui dans le système solaire), mais ils sont silencieux depuis environ cent millions d'années. Les satellites radar ont trouvé des structures sur Vénus qui pourraient être d'origine volcanique, mais nous ne le savons pas encore avec certitude. Les mers dites sur la Lune sont d'origine volcanique, mais elles ont des milliers de millions d'années, et la lave provenait probablement de fissures dans le sol plutôt que de volcans. Au moins, je n'ai entendu parler d'aucun volcan sur la Lune. Aucun volcan n'est connu sur Mercure, et Pluton est trop petit et trop froid pour en avoir. Les autres planètes (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune) sont des planètes gazeuses géantes dont nous ne pouvons voir que les épaisses couches de gaz à l'extérieur, et vous ne pouvez pas construire de volcans avec du gaz.

1.11. Les positions des planètes

Si vous voulez connaître les positions des planètes dans le ciel avec une grande précision, alors vous pouvez les faire calculer par le JPL ou par un programme de planétarium, ou vous pouvez les rechercher dans un almanach astronomique (comme les "Éphémérides astronomiques" ou [en néerlandais] les Sterrengides), ou vous pouvez les calculer vous-même en utilisant des formules d'un livre approprié (comme le livre "Astronomical Algorithms" de Jean Meeus). Si vous êtes satisfait d'une précision raisonnable, vous pouvez utiliser les formules de la page Positions du ciel.

1.12. Planètes cachées

Les planètes non découvertes ne pourraient se cacher entre les autres planètes que si elles n'ont aucune influence mesurable sur les autres planètes. Cela signifie qu'ils devraient soit avoir une très petite masse (donc vous les appelleriez plutôt astéroïdes ou comètes que planètes) ou être très éloignés du Soleil (ils se déplaceraient donc très lentement le long de leurs orbites).

Je ne pense pas qu'il puisse y avoir une "anti-Terre" de l'autre côté du Soleil sur la même orbite que la Terre, car, premièrement, il est très peu probable qu'une telle planète se soit formée exactement de l'autre côté de le Soleil exactement sur la même orbite que la Terre et, deuxièmement, il est très peu probable que de telles planètes restent toujours exactement du côté opposé du Soleil à la Terre.

L'orbite de la Terre change lentement sous l'influence de la gravité des autres planètes, et si, par exemple, Mars est la plus proche de la Terre pour pouvoir changer le plus l'orbite de la Terre, alors Mars est la plus éloignée de l'anti-Terre et donc change le moins son orbite. L'histoire de la gravité des autres planètes ressentie serait différente pour l'anti-Terre de ce qu'elle serait pour la Terre, donc l'anti-Terre ne resterait pas toujours du côté opposé au Soleil.

Une différence mineure dans la taille du demi-grand axe (à peu près égale à la distance moyenne du Soleil) des orbites de la Terre et de l'anti-Terre serait déjà suffisante. Si, par exemple, l'anti-Terre était à un kilomètre (une partie sur cent cinquante millions) plus près du Soleil que la Terre, alors la période orbitale (l'année) de l'anti-Terre serait de 0,3 seconde inférieure à celle de Terre. Au bout d'un an, l'anti-Terre devancerait la Terre de 0,3 seconde, au bout de deux ans il serait de 0,6 seconde, et ainsi de suite. Après dix millions d'années, l'anti-Terre devancerait déjà la Terre de 37 jours et serait à environ 17 degrés du Soleil dans le ciel terrestre, et la Terre est déjà bien plus vieille que dix millions d'années.

L'influence de la gravité de l'anti-Terre sur les autres planètes et sur les sondes spatiales que nous envoyons de cette façon serait très probablement perceptible. Après tout, la planète Neptune a également été découverte grâce à son tiraillement gravitationnel sur les autres planètes, même si ces planètes restent si éloignées de Neptune que l'accélération gravitationnelle que Neptune provoque dans ces autres planètes est inférieure à l'accélération gravitationnelle que l'anti-Terre aurait cause dans les planètes telluriques.

Il est possible que plusieurs corps célestes soient dans la même orbite autour du Soleil pendant une longue période, mais seulement si les corps plus petits (par exemple, les astéroïdes) ont une masse beaucoup moins importante que le corps plus grand (par exemple, la planète) dans le même orbite, et seulement si les plus petits corps sont à environ 60 degrés du plus grand, vu du Soleil. Vu du plus gros corps, les plus petits sont alors à environ 60 degrés du Soleil, et vu des plus petits corps, le plus gros est également à environ 60 degrés du Soleil. C'est le cas, par exemple, des astéroïdes dits troyens et grecs qui tournent autour du Soleil sur la même orbite que Jupiter.

Il existe également des exemples de corps célestes qui tournent sur presque les mêmes orbites, par exemple les lunes dites bergers de Saturne. Ils ont des orbites dont la taille diffère de quelques kilomètres seulement, ils se rapprochent donc régulièrement les uns des autres, puis ils échangent leurs orbites.

1.13. Conjonctions planétaires

De temps en temps, des rapports commencent à circuler sur des conjonctions spéciales de planètes censées influencer la Terre ou annoncer des événements spéciaux. L'astrologie est remplie de ce genre d'idées, mais les gens commencent également à regarder le ciel lorsque des dates spéciales du calendrier sont atteintes dans notre calendrier ou dans le calendrier de quelqu'un d'autre.

Par exemple, il y a eu une certaine agitation en 1996 en raison du 6000e anniversaire présumé de la date de création traditionnelle de la Terre telle que dérivée de la Bible, et de nouveau en mai 2000, lorsque certaines des planètes étaient relativement proches les unes des autres dans le ciel. Le 21 décembre 2012, un nouveau grand cycle commencera dans le calendrier des Mayas, et certains s'attendent à ce que des phénomènes spéciaux dans le ciel accompagnent une telle occasion, car ils croient que les Mayas avaient une connaissance très précise du mouvement de la planètes et incorporé cette connaissance dans leur calendrier.

Cependant, les conjonctions des planètes n'ont aucune influence sur la Terre et ne sont pas importantes, si ce n'est qu'elles permettent d'en prendre de belles photos. C'est une pure coïncidence si les positions des planètes à une belle date ronde dans un calendrier arbitraire ou spécifique sont plus intéressantes que d'habitude, notamment parce que les positions de plus de deux planètes n'ont pas de belles périodes rondes, et dans la mesure du comme je le sais, aucune période de planète n'est utilisée dans aucun calendrier populaire, à l'exception des périodes de la Terre et de la Lune.

En ce qui concerne décembre 2012, nous pouvons prédire les positions des planètes pour cette période avec une grande précision. Quelques-unes de ces prédictions sont affichées sur la page des phénomènes planétaires pour 2012. Vous pouvez obtenir les positions des planètes calculées pour des dates lointaines dans le passé ou le futur par le système Horizons du JPL de la NASA à //ssd.jpl.nasa.gov/ horizons.html. Je ne pense pas qu'il y ait quoi que ce soit de spécial concernant les positions des planètes en décembre 2012. Ce que je veux dire par là est le suivant :

Si vous écrivez les positions des planètes pour un certain nombre de dates choisies au hasard et aussi pour le 21 décembre 2012 chacune sur une feuille différente, sans écrire les dates elles-mêmes sur ces feuilles, et si vous demandez ensuite à quelqu'un qui ne connaît pas déjà les positions des planètes à ces dates pour choisir la feuille avec les positions les plus particulières des planètes, alors je prédis que la feuille du 21 décembre 2012 ne sera pas beaucoup plus préférée que les feuilles des autres dates.

Je pense que le retour au début du Compte Long des Mayas en 2012 est tout aussi insignifiant que le 6000ème anniversaire biblique du monde (célébré en 1996) et la conjonction planétaire de mai 2000 et toutes sortes d'autres dates qui ont été prédit dans le passé pour la fin du monde. Quelqu'un qui n'en a pas entendu parler auparavant n'a rien remarqué de spécial à aucune de ces dates, et je prédis que la même chose se produira en décembre 2012.

La science ne voit aucune raison pour laquelle il devrait y avoir une ère glaciaire instantanée ou toute autre catastrophe soudaine en 2012. Je vois les nombreux rapports et prédictions sauvages concernant le 21 décembre 2012, mais aucun d'entre eux ne fournit de preuves solides pour les affirmations qui sont faites. Certains disent que la fin du monde viendra, mais d'autres disent que nous entrerons dans une nouvelle ère de paix et d'harmonie. Les deux ne peuvent pas être vrais. Je pense que ni l'un ni l'autre n'est vrai, et que le 21 décembre 2012 passera à peu près comme n'importe quel autre jour, sauf qu'il y aura beaucoup de gens nerveux qui regarderont beaucoup le ciel.

La date du 21 décembre 2012 est une belle date ronde dans le calendrier d'une civilisation qui s'est effondrée il y a plusieurs siècles. Il n'est pas du tout clair pourquoi nous devrions prêter plus d'attention au calendrier de cette civilisation qu'aux calendriers d'innombrables autres civilisations du passé et d'aujourd'hui, où le 21 décembre 2012 n'est pas une belle date ronde. De plus, il n'est pas clair que cette civilisation elle-même s'attendait à ce que le monde change à cette date, ou que quoi que ce soit qui change le monde se soit produit à des dates plus anciennes de leur calendrier.

Il y a eu de nombreuses prédictions de la fin du monde dans le passé, et aucune d'entre elles ne s'est réalisée (voir //www.bible.ca/pre-date-setters.htm). Ces prédictions n'étaient pas étayées par la science, et les prédictions sauvages du 21 décembre 2012 ne le sont pas non plus.

Il est possible que des catastrophes naturelles se produisent en 2012, ou même précisément le 21 décembre 2012, mais cette probabilité n'est pas très différente en 2012 par rapport aux autres (dernières) années.

Il n'y a rien de spécial à propos du 21 décembre 2012, si ce n'est qu'il s'agit d'une belle date ronde dans un certain calendrier. Tout calendrier a de belles dates rondes pour certains jours, mais cela ne signifie pas la fin du monde.

Certaines personnes gagnent de l'argent en prétendant que la fin du monde approche (par exemple, pour vendre leurs livres). Vous devez vous méfier de toute allégation de changements importants sans raisons évidentes.

Si vous souhaitez en savoir plus à ce sujet, vous pouvez jeter un œil à //en.wikipedia.org/wiki/Mayanism#December_21.2C_2012.

Je ne suis pas du tout inquiet pour le 21 décembre 2012, sauf peut-être que certaines personnes vont faire des bêtises parce qu'elles croient que le monde va finir donc qu'elles peuvent faire de mauvaises choses en toute impunité parce qu'il n'y aura pas le temps de les tenir pour responsables.

Vous pouvez en savoir plus sur les calendriers des Mayas sur la page des calendriers historiques, plus sur les conjonctions planétaires sur la page des conjonctions planétaires, et plus en général sur la page du 21 décembre 2012.

1.14. La meilleure planète visible

Je dirais que Jupiter est la planète que vous pouvez voir le plus souvent sans télescope. Jupiter est à moins de 15 degrés du Soleil dans le ciel (c'est-à-dire difficile ou impossible à voir) environ 10 % du temps, et Vénus est à moins de 15 degrés du Soleil environ 25 % du temps. Vénus est souvent plus brillante que Jupiter, elle peut donc être un peu plus proche du Soleil que Jupiter et pourtant être visible, mais la différence n'est pas si grande que Vénus est pourtant visible plus souvent que Jupiter ne l'est.

1.15. La planète la plus chaude

Quelle planète est la plus chaude dépend de l'endroit où vous mesurez la température. Si vous regardez la chaleur moyenne (rayonnement infrarouge) provenant des planètes, alors Mercure est la plus chaude, principalement parce qu'elle est la plus proche du Soleil. Si vous mesurez la température au fond de l'atmosphère (si la planète a une atmosphère), alors Vénus est certainement plus chaude que Mercure (nous l'avons mesuré). Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune sont probablement encore plus chauds, mais nous ne savons pas exactement à quel point ces quatre dernières planètes sont chaudes sous leurs nuages, car nous n'avons pas encore pu mesurer quoi que ce soit si loin sous leurs nuages, ce qui ont probablement des milliers de kilomètres d'épaisseur.

1.16. Les planètes sont chaudes à l'intérieur

La question de savoir pourquoi les planètes sont chaudes à l'intérieur est en réalité trois questions :

Sur le premier point : Même si une planète démarre avec la même température partout, elle sera bientôt plus froide en surface qu'au centre. En effet, une planète ne peut perdre de la chaleur qu'à sa surface, il est donc facile pour la chaleur à la surface de s'échapper, mais difficile pour la chaleur au centre de s'échapper. Une planète est toujours plus chaude à mesure que l'on s'enfonce sous sa surface, sauf peut-être si la planète est chauffée de l'extérieur.

Sur le deuxième point : je connais trois sources possibles de chaleur à l'intérieur d'une planète :

la gravité. Les planètes se sont formées à partir d'un gros nuage de gaz et de poussière. Lorsqu'un tel nuage s'effondre et forme une planète, les parties du nuage se heurtent et perdent une partie de leur vitesse. Les parties qui viennent de la plus grande distance ont tendance à aller plus vite (tout comme vous avez tendance à aller plus vite au bas d'une montagne russe plus haute). L'énergie cinétique (énergie de vitesse) qu'ils perdent est transformée en chaleur, de sorte que la planète nouvellement formée est très chaude. Plus la planète grandit, plus sa gravité augmente et plus elle tire de la chaleur du gaz et de la poussière supplémentaires qui s'y écrasent, de sorte que les planètes les plus grosses ont tendance à se retrouver les plus chaudes à l'intérieur après leur formation.

Les grandes planètes gazeuses peuvent continuer à se déposer, à rétrécir (« s'effondrer ») très lentement, pendant des milliards d'années et à générer de la chaleur de cette manière. Jupiter et Saturne sont connus pour avoir leurs propres sources de chaleur, et la gravité est la source probable.

Sur le troisième point : En général, plus une chose est grosse, plus elle met de temps à se refroidir. Une petite chose comme un caillou perd rapidement de la chaleur jusqu'à ce qu'elle ait la même température que son environnement, mais une grande chose comme une planète met des milliards d'années à se refroidir.

Ainsi, une planète est chaude à l'intérieur, et plus chaude à l'intérieur qu'à l'extérieur parce que (a) elle a transformé l'énergie gravitationnelle et radioactive en chaleur, (b) la chaleur s'échappe facilement de la surface mais pas de l'intérieur, et (c) la planète n'a pas suffisamment de temps pour se refroidir jusqu'à sa température d'équilibre.

1.17. Lunes des planètes

Mercure et Vénus n'ont pas de lunes. Toutes les autres planètes de notre système solaire ont au moins une lune. Vous pouvez en savoir plus sur les lunes du système solaire sur la page Lune de l'arbre généalogique de l'univers.

1.18. Les orbites des planètes

Les anciens philosophes grecs débattaient déjà de la structure des orbites des planètes. L'opinion la plus répandue dans les écrits anciens sur ce sujet jusqu'au 16ème siècle était que toutes les planètes et le Soleil et la Lune orbitent autour de la Terre.

Cependant, il est dit (par exemple par l'écrivain romain Chalcidius qui a vécu vers 300 après JC) qu'Herakleides de Pontus, qui a vécu en Grèce au 4ème siècle avant JC, a affirmé que Mercure et Vénus tournent autour du Soleil tandis que le Soleil tourne autour de la Terre. [Dreyer, p. 126]. Aucun écrit d'Herakleides lui-même n'a survécu jusqu'aux temps modernes, nous ne pouvons donc pas le lire dans ses propres mots.

Martianus Capella a inclus l'idée que Mercure et Vénus orbitent autour de la Terre dans une encyclopédie du 5ème siècle après JC [Dreyer, p. 127].

La première personne à proposer que toutes les planètes orbitent autour du Soleil était Nicholas Copernicus, dont le livre décrivant cette idée a été imprimé juste avant sa mort en 1543 [Dreyer, Chapitre XIII] [Pannekoek, Chapitre 18] [Crowe, Chapitre 6].

Les distances entre les planètes changent tout le temps, car chaque planète suit sa propre orbite à sa propre vitesse. Vous pouvez le comparer à différents coureurs exécutant leurs tours à différentes vitesses chacun dans leur propre couloir. Parfois, les coureurs sont à un demi-tour les uns des autres, et parfois ils sont proches les uns des autres pendant un certain temps. De même, deux planètes sont parfois plus proches l'une de l'autre, et parfois plus éloignées l'une de l'autre. Voir aussi la question 54.

La figure 1 montre les orbites des planètes (de l'intérieur vers l'extérieur) Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Les lignes continues tracent les orbites vues du haut au-dessus du pôle nord du système solaire. Le petit carré au centre indique l'emplacement du Soleil. Les lignes en pointillés montrent jusqu'où la planète peut aller au-dessus ou en dessous de l'écliptique : Si la courbe en pointillés est quelque part au-dessus de l'orbite solide (près du début de cette page), alors la planète est à cet endroit bien au-dessus de l'écliptique, et si la courbe en pointillés est en dessous de l'orbite solide, alors la planète est à cet endroit aussi loin en dessous de l'écliptique. À l'intersection de la courbe en trait plein et de la courbe en pointillés correspondante, l'orbite a un nœud. Sur chaque orbite, le petit carré indique l'emplacement de la planète le 1er janvier 2005, et il y a un signe plus pour chaque 10 jours. Sur cette image, les planètes se déplacent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les unités le long des axes horizontal et vertical sont des unités astronomiques d'environ 150 millions de kilomètres ou 93 millions de miles.

La figure 2 montre les orbites (de l'intérieur vers l'extérieur) de Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et Pluton, de la même manière que l'image précédente. Le petit carré au milieu est le Soleil. Sur chaque orbite, le petit carré indique la position de la planète au 1er janvier 2005, et les plus marquent la position tous les 2 ans. Les planètes se déplacent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sur cette image. Les unités le long des axes horizontal et vertical sont des unités astronomiques d'environ 150 millions de km ou 93 millions de miles. L'orbite de Pluton n'est pas complètement représentée. Les lignes verticales relient les positions de Pluton sur l'orbite solide aux positions correspondantes sur l'orbite en pointillés. La longueur de chaque ligne verticale montre combien Pluton est au-dessus ou au-dessous de l'écliptique là-bas.

La figure 3 est la même que la figure 2, mais montrée à une plus petite échelle de sorte que l'orbite de Pluton est montrée complètement.

Si vous regardez le système solaire très haut au-dessus du pôle Nord du Soleil, vous verrez alors toutes les planètes voyager autour du Soleil dans la même direction, à savoir dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, qui est également la direction dans laquelle le Soleil tourne autour de son propre axe.

Les planètes sont maintenues sur leurs orbites car elles et le Soleil s'attirent par gravité. Le Soleil attire une planète aussi fort que la planète attire le Soleil, mais le Soleil est beaucoup plus massif que les planètes, il est donc beaucoup plus difficile de se déplacer, et c'est pourquoi les planètes ont de larges orbites alors que le Soleil ne bouge presque pas.

Il est également important que l'espace soit très vide, afin que les planètes n'aient pas de friction sur leurs orbites. Si l'espace était rempli de gaz, alors la friction du gaz sur la planète ralentirait la planète et alors elle ne resterait pas sur son orbite mais se rapprocherait progressivement du Soleil et tomberait finalement dans le Soleil. Quelque chose comme cela arrive aux satellites qui ne sont pas assez haut au-dessus de la Terre : ils sont progressivement ralentis par la très faible friction qu'ils reçoivent des couches très diluées les plus externes de l'atmosphère terrestre, et finalement ils retombent dans l'atmosphère de la Terre et brûler.

Les orbites de toutes les planètes sont des ellipses. Une ellipse est un cercle qui a été écrasé dans une direction, elle ressemble donc un peu à un ovale. Les orbites des planètes n'ont été écrasées que d'un tout petit peu, donc si vous les dessinez sous forme de cercles, cela suffit généralement.

Vous pouvez mieux voir la différence entre une orbite elliptique et une orbite circulaire en fonction de la position du Soleil sur cette orbite. Dans une orbite circulaire, le Soleil est exactement au milieu du cercle, mais dans une orbite elliptique, le Soleil est à une certaine distance du centre. La distance entre le Soleil et le centre de l'orbite, comparée à la taille du demi-grand axe (quelque chose comme le rayon) de l'orbite, s'appelle l'excentricité. L'excentricité (e) et l'aplatissement (1 - b/a) des orbites des planètes sont indiqués dans le tableau suivant.

e 1 − b/une
Mercure 0.206 0.021
Vénus 0.007 0.000023
Terre 0.017 0.00014
Mars 0.093 0.0044
Jupiter 0.048 0.0012
Saturne 0.056 0.0015
Uranus 0.046 0.0011
Neptune 0.009 0.000040
Pluton 0.249 0.031

Par exemple, l'orbite de Mercure est une fraction 0,021 ou 2,1% moins "large" qu'elle n'est "longue", mais le Soleil est décalé d'une fraction 0,206 ou 20,6% ou un peu plus d'un cinquième du centre au bord le plus éloigné de la orbite.

1.19. La loi de Titius Bode

Il existe un schéma des distances entre le Soleil et certaines planètes, appelé la loi de Titius-Bode. Il dit que la distance (a_n) de chaque planète au Soleil est égale à environ

commencer a_n = 0,4 + 0,3 × 2^n end

mesurée en UA, où (n) commence à moins l'infini, puis saute à 0, puis continue d'augmenter de 1.

Il existe une autre formule qui lie la période orbitale d'une planète à sa distance du Soleil, qui est une forme de la loi harmonique de Kepler. Il dit que la période mesurée en années est égale à la distance mesurée en AU à la puissance 3/2 = 1,5.

Si nous combinons la loi de Titius-Bode et la loi harmonique de Kepler, alors nous obtenons que la période (P_n) d'une planète, mesurée en années, est à peu près égale à

commencer P_n = (0,4 + 0,3 × 2^n)^ <3/2>end

La loi harmonique de Kepler est assez précise, mais la loi de Titius-Bode n'est qu'approximative, donc la combinaison des deux n'est également qu'approximative. Le tableau suivant montre quelques chiffres. (n) est le nombre à mettre dans la formule. (a_n) est la distance selon la loi de Titius-Bode. La colonne "(réelle)" à côté de celle-ci montre quelle est la distance moyenne réelle de la planète (le demi-grand axe). (P_n) montre la période orbitale selon la formule. La colonne "(réelle)" à côté de celle-ci montre quelle est la période orbitale réelle. La colonne "(n)" indique le nombre que vous devez entrer dans la formule pour obtenir la période orbitale réelle.

Tableau 2 : Titius-Bode

() () (réel) () (réel) (f)
Mercure (<-infty>) 0.4 0.39 0.25 0.24
&moins1 0.55 0.41
Vénus 0 0.7 0.72 0.59 0.62 0.11
Terre 1 1.0 1.00 1.00 1.00 1.00
Mars 2 1.6 1.52 2.02 1.88 1.91
3 2.8 4.69
Jupiter 4 5.2 5.20 11.86 11.86 4.00
Saturne 5 10.0 9.54 31.62 29.46 4.93
Uranus 6 19.6 19.18 86.77 84.02 5.97
Neptune 30.06 164.77 6.63
Pluton 7 38.8 39.44 241.68 248.4 7.03
8 77.2 678.31
9 154.0 1911.1

Ainsi, le modèle fonctionne raisonnablement bien pour Vénus à Uranus et pour Pluton, mais il n'a pas de place pour Neptune, et Mercure ne convient pas vraiment (il y a un nombre infini de nombres négatifs (n) entre Mercure et Vénus), et il y a un écart ((n) = 3) entre Mars et Jupiter.

La loi de Titius-Bode a été découverte vers 1770, alors que seules les mêmes planètes étaient connues que les anciens astronomes de Babylone et de Grèce connaissaient déjà (Mercure à Saturne). Certaines personnes pensaient que l'écart pour (n) = 3 indiquait qu'il y avait là une planète non encore découverte. En 1781, une nouvelle planète fut découverte qui s'appelait Uranus. Uranus s'est avéré correspondre assez bien à la loi de Titius-Bode (pour n = 6), alors les gens ont commencé à chercher plus attentivement la mystérieuse planète (n) = 3. En 1801, Cérès, le premier des astéroïdes, a été découvert à une distance du Soleil qui correspondait assez bien à l'écart (n) = 3. Depuis lors, plusieurs milliers d'astéroïdes ont été découverts, principalement entre les orbites de Mars et de Jupiter. Neptune a été découverte en 1846 et ne correspondait pas du tout au modèle. Pluton a été découvert en 1930 et semble correspondre à nouveau au modèle, sauf qu'il n'y a alors plus de place dans la séquence pour Neptune.

Même si la plupart des planètes semblent assez bien suivre la loi de Titius-Bode, il y a probablement beaucoup de chance aux distances entre les planètes et le Soleil. Lorsque les astronomes mettent un modèle d'un gros nuage de gaz et de poussière dans leurs ordinateurs et calculent comment il pourrait s'agglutiner dans un système solaire, alors ils découvrent que de nombreux arrangements différents de planètes sont possibles, dont la plupart ne suivent pas un Titius. Loi semblable à celle de Bode. En d'autres termes, s'il existe un principe directeur qui fait que la plupart des planètes suivent une loi semblable à celle de Titius-Bode, alors les astronomes ne l'ont pas encore trouvé.

1.20. Inclinaison des orbites planétaires

Les orbites des planètes sont presque mais pas tout à fait dans le même plan. L'inclinaison d'une orbite planétaire est l'angle entre l'orbite de la planète et l'écliptique. Les valeurs de ces inclinaisons peuvent être trouvées sur la page de calcul sur les positions dans le ciel. Les orbites des planètes sont affichées ci-dessus.

1.21. Vitesses des planètes

Les planètes tournent autour du Soleil. Leur vitesse minimale, moyenne et maximale sur leur orbite autour du Soleil sont répertoriées dans le tableau suivant, mesurées en kilomètres par seconde. Multipliez par 0,621 pour obtenir des miles par seconde. Multipliez par 2237 pour obtenir des miles par heure. La vitesse moyenne est la vitesse que les planètes ont lorsque leur distance au Soleil est égale à la longueur du demi-grand axe de leur orbite.

Nom Le minimum Moyenne Maximum
Mercure 38.86 47.87 58.98
Vénus 34.78 35.02 35.26
Terre 29.29 29.78 30.29
Mars 21.97 24.13 26.50
Jupiter 12.44 13.06 13.71
Saturne 9.11 9.64 10.19
Uranus 6.49 6.79 7.12
Neptune 5.38 5.43 5.48
Pluton 3.67 4.74 6.11

1.22. La vie sur les planètes

Nous ne savons même pas exactement comment la vie est apparue sur Terre, nous ne pouvons donc pas être très sûrs de la manière dont la vie peut apparaître sur d'autres planètes. Si nous supposons que seules les choses avec des corps peuvent être vivantes et que seules les forces fondamentales maintenant connues sont importantes (ce qui exclut les "êtres énergétiques" et les choses similaires), alors vous avez besoin de molécules assez compliquées pour avoir la vie. Pour la vie telle que nous la connaissons sur Terre, il vous faudrait au moins les éléments suivants :

Une biosphère est une région où des êtres vivent sans soutien extérieur (et ne font pas que visiter, comme les astronautes dans une station spatiale ou sur la Lune). La vie indigène n'a pas été détectée en dehors de la Terre, donc la seule biosphère que nous connaissons actuellement est sur Terre.

Où d'autre dans le système solaire pourrait-il y avoir de la vie ? J'ai vu une estimation selon laquelle les planètes situées à des distances comprises entre 0,84 et 1,7 UA pourraient maintenir la vie. Cette plage comprend la Terre (1,0 UA) et Mars (1,5 UA) mais pas Vénus (0,7 UA). Vénus a aujourd'hui un effet de serre si géant que sa température de surface est de 470 degrés centigrades ― un peu élevée pour la vie. Mars est maintenant très froide (en moyenne & moins 48 degrés centigrades) mais il y a eu de l'eau qui coulait dessus dans le passé.

Plus vous descendez sous la surface d'un grand corps céleste, plus il se réchauffe. Vous pouvez donc avoir de l'eau qui coule (et donc peut-être de la vie) même au-delà de 1,7 UA du Soleil, si vous allez assez profondément sous la surface. La lune Europe de Jupiter semble être un bon candidat pour un océan profond sous la glace qui se trouve à sa surface, et cet océan pourrait abriter la vie.

La Lune est à la même distance du Soleil que la Terre mais est pourtant aussi morte qu'un clou de porte. C'est parce que la Lune est beaucoup moins massive que la Terre donc (1) elle n'a pas assez de gravité pour empêcher l'atmosphère et l'eau de s'évaporer dans l'espace, (2) elle s'est solidifiée à une grande profondeur et n'a donc aucune activité géologique à sa surface (s'il en a déjà eu).

1.23. Visiter d'autres planètes

Aucun humain n'est jamais allé au-delà de la Lune, et Mars et les autres planètes sont toujours plus de 100 fois plus éloignées de la Terre que la Lune, donc personne n'a encore visité d'autre planète. Après la Lune, Mars est le seul candidat à une visite depuis la Terre. Je m'attends à ce qu'aucun humain ne visite Mars avant 2015, et peut-être même beaucoup plus tard. Un voyage sur Mars serait beaucoup plus dangereux et difficile qu'un voyage sur la Lune, et les voyages sur la Lune étaient déjà assez dangereux et difficiles. Voir la page sur les voyages dans l'espace pour plus d'informations.

1.24. Mouvement rétrograde des planètes

Une planète supérieure (plus éloignée du Soleil que la Terre) se déplace généralement vers l'est entre les étoiles, mais autour de son opposition elle se déplace temporairement vers l'ouest puis fait une sorte de boucle entre les étoiles, avant de poursuivre avec son mouvement habituel vers l'est. Le mouvement temporaire vers l'ouest est appelé mouvement rétrograde.

Le mouvement rétrograde d'une planète apparaît si vous regardez son mouvement par rapport aux étoiles dans le ciel. Peu importe où se trouvent ces étoiles dans le ciel, tant qu'elles sont au-dessus de l'horizon, les gens ont donc remarqué ce mouvement rétrograde il y a déjà des milliers d'années.

Habituellement, une planète se déplace vers l'est le long de l'écliptique, mais lorsque la Terre dépasse la planète sur une courbe intérieure, la planète semble alors se déplacer vers l'ouest le long de l'écliptique pendant un certain temps.

Si vous voulez montrer un mouvement rétrograde avec un programme de planétarium, vous devriez trouver des paramètres tels que les étoiles ne semblent pas bouger, ou tels que la planète ne semble pas bouger. Dans le premier cas, vous verrez la planète tracer une boucle entre les étoiles, et dans le second cas, vous verrez toutes les étoiles tracer la même boucle par rapport à la planète. De nombreux programmes de planétarium vous permettent de lier la direction d'observation à un corps céleste particulier tel qu'une planète ou une étoile. Il est également pratique de sélectionner l'écliptique ou l'équateur céleste comme plan de base pour que l'image ne semble pas vaciller au fil des saisons, et c'est une bonne idée de rendre le sol (horizon) transparent, car sinon la planète ou l'étoile disparaîtra sous l'horizon à une certaine date.

S'il n'est pas possible de lier la direction d'observation à une planète ou à une étoile avec votre programme de planétarium, vous pouvez modifier l'heure par étapes de 23 heures et 56 minutes. Alors les étoiles ne bougent (presque) pas. Dans ce cas aussi, il convient de rendre le sol transparent.

Que les étoiles retournent à leurs anciennes places après 23 heures et 56 minutes alors que le Soleil met en moyenne 24 heures pour le faire, c'est parce que nous tournons une fois autour du Soleil en un an, donc les étoiles semblent tourner 366 fois autour de la Terre tandis que le Sun fait 365 boucles. Un jour sidéral est égal à 365/366 jours, soit environ 4 minutes de moins qu'un jour solaire.

1.25. Planètes rondes

Les planètes sont rondes parce qu'elles ont tellement de masse. En raison de la gravité, toutes les masses essaient de se rapprocher le plus possible. Pour une planète qui ne tourne pas autour de son propre axe, la distribution idéale a tous les points à la surface à la même distance du centre, ce qui signifie une planète ronde sans montagnes ni vallées. Si la planète tourne autour de son propre axe, alors la forme idéale est une sphère légèrement aplatie, de sorte que le diamètre d'un pôle à l'autre soit un peu inférieur au diamètre à l'équateur.

Pour prendre la forme idéale, la matière de la planète doit pouvoir s'écouler librement pour remplir les vallées. L'extérieur des lunes et des planètes semblables à la Terre (Mercure, Vénus, Terre, Mars) n'est pas fluide, il peut donc y avoir de petits écarts par rapport à la forme idéale, sous la forme de montagnes et de vallées, mais si une montagne devient trop haute alors il sera (lentement) écrasé par son propre poids, ou il s'enfoncera lentement dans le sol jusqu'à ce qu'il ne soit plus trop haut.

En pratique, une planète, une lune, une étoile ou un astéroïde est rond si son diamètre est d'au moins environ 1000 km. Pour les objets solides qui sont beaucoup plus petits que 1000 km, les forces internes peuvent résister à la gravité, donc ces objets n'ont pas besoin d'être ronds.

1.26. Symboles des planètes

Les symboles utilisés pour désigner les planètes sont indiqués ci-dessous. Les symboles des six premières planètes remontent au Moyen Âge (sinon antérieur). Les symboles des autres planètes n'ont bien sûr été inventés qu'après la découverte de ces planètes. La deuxième colonne montre les symboles sous forme d'images et la troisième colonne sous forme de caractères. De nombreux navigateurs Web ne peuvent pas encore afficher ces caractères correctement, ils peuvent donc apparaître étranges ou pas du tout dans votre navigateur Web. Il est également possible que l'image et le personnage ne soient pas exactement les mêmes car pour certaines planètes plus d'un symbole a été utilisé dans le passé.

Le symbole de Vénus est également utilisé comme symbole d'une femme ou de quelque chose de féminin. Le symbole de Mars est aussi le symbole d'un homme ou de quelque chose d'homme. Le symbole de Neptune est la partie supérieure d'un trident : les images du dieu romain de la mer (Neptune) lui font souvent porter une telle chose à l'extrémité supérieure d'un long bâton. Le symbole de Pluton est une combinaison de la première lettre du prénom et du nom du découvreur de Pluton, Percival Lowell.

1.27. Les périodes de rotation des planètes

Toutes les planètes tournent autour du Soleil et tournent autour de leur propre axe. Les périodes associées peuvent être mesurées par rapport aux étoiles (sidéral) ou par rapport au Soleil, vu de la planète ou de la Terre (synodical). Les périodes les plus importantes sont :

la période pendant laquelle la planète fait une fois le tour du Soleil, mesurée par rapport aux étoiles. Cette période est aussi appelée l'année planétaire. Vu de la planète, le Soleil revient (à peu près) au même endroit entre les étoiles après autant de temps.

la période pendant laquelle la planète répète ses phénomènes relatifs au Soleil (comme l'opposition ou la conjonction), vu de la Terre. C'est aussi ce qu'on appelle juste la période synodique de la planète.

la période pendant laquelle la planète tourne une fois autour de son axe, mesurée par rapport aux étoiles. La période de rotation est aussi appelée période de révolution. Vu de la planète, les étoiles sont de nouveau dans les mêmes positions après tout ce temps.

la période pendant laquelle la planète tourne une fois autour de son axe, mesurée par rapport au Soleil. C'est ce qu'on appelle aussi la période de révolution synodique ou la planète jour ou sol (qui signifie « Soleil » en latin). Vu de la planète, le Soleil traverse le ciel en un jour planétaire.

Le tableau suivant montre les périodes les plus importantes des planètes, ainsi que la longueur du demi-grand axe de leur orbite (environ leur distance moyenne du Soleil), et la vitesse de leur équateur (vitesse de rotation) et la vitesse moyenne avec laquelle elles orbite autour du Soleil (vitesse orbitale). La période de rotation sidérale et la période de rotation synodique (jour planète, sol) sont données en jours terrestres de 86400 secondes chacune. La période orbitale sidérale (année planétaire) est donnée en années terrestres de 365,25 jours (c'est-à-dire en années juliennes) et en jours planétaires (sols). La période synodique (orbitale) de la planète est donnée en jours terrestres. Les périodes de rotation sont mesurées à l'équateur.

Planète Période de rotation Distance Période orbitale La vitesse
Sidéral synodal Sidéral synodal Rotation Orbital
Journées UA années Journées sol Journées Mme km/h km/s
Mercure 58.646 175.94 0.387 0.2408 87.969 0.500 115.9 3.0 10.9 47.9
Vénus 243.01 116.75 0.723 0.6152 224.71 1.925 583.9 1.8 6.5 35.0
Terre 0.997270 1.000000 1.000 1.0000 365.26 365.26 465 1670 29.8
Mars 1.025956 1.027491 1.524 1.8808 686.98 668.60 779.3 241 867 24.1
Jupiter 0.41007 0.41011 5.203 11.862 4332.6 10564 398.9 12700 45600 13.1
Saturne 0.4264 0.4264 9.539 29.457 10759 25232 378.1 10300 37000 9.6
Uranus 0.6125 0.6125 19.181 84.02 30688 50103 369.9 3040 10900 6.8
Neptune 0.7667 0.7667 30.058 164.77 60182 78494 367.5 2350 8460 5.4
Pluton 6.3867 6.3863 39.44 248.4 90728 14207 366.7 13 47 4.7

Par exemple : Vu de Mercure, le Soleil revient au même endroit dans le ciel après 175,94 jours (1 planète jour ou sol), les étoiles reviennent aux mêmes endroits dans le ciel après 58,646 jours (0,5 sols), et le Soleil revient au même endroit entre les étoiles après 0,2408 ans (87,95 jours, 1 année planétaire). Vu de la Terre, Mercure répète ses phénomènes tels que les conjonctions et les plus grands allongements après 115,9 jours.

Pour Vénus, Uranus et Pluton, la période de rotation synodique (jour de la planète) est plus courte que la période de rotation sidérale, tandis que pour les autres planètes, la période de rotation synodique est plus longue que la période de rotation sidérale. La différence est si petite pour certaines planètes que vous ne pouvez pas la déterminer à partir des valeurs du tableau. La différence entre les deux groupes de planètes réside dans l'orientation de leur axe de rotation. Vénus, Uranus et Pluton sont plus à l'envers qu'à l'endroit.

Sur Mercure, une journée dure plus d'un an, et en fait exactement deux fois plus longtemps. La période de rotation et la période orbitale de Mercure sont prises dans une résonance telle que 3 périodes de rotation sidérale sont exactement égales à 2 périodes orbitales sidérales.

La période de rotation d'une planète aujourd'hui dépend de la rotation qu'elle a eue lors de sa formation et de tous les changements survenus depuis lors.

Il est probable qu'une planète en général se forme avec une période de rotation (jour) bien inférieure à la période orbitale (année), car la matière en orbite autour du Soleil a une période de rotation "naturelle" comparable à la période orbitale. , mais ce matériau a été balayé d'une très grande surface vers une planète beaucoup plus petite, et quelque chose qui tourne et rétrécit (se rapproche de l'axe de rotation en moyenne) tourne plus vite (comme une patineuse artistique qui tire dans ses bras pendant qu'elle tourne) . Cependant, les planètes sont (on pense) formées par la collision et le collage de toutes les plus grandes proto-planètes, de sorte que la manière dont les dernières collisions se sont produites a une grande influence sur la rotation de la planète nouvellement formée.

La rotation d'une planète peut changer après sa formation, par l'influence gravitationnelle subtile de ses voisines. Il semble probable que la rotation de Mercure a été ralentie (en partie) à cause des forces de marée du Soleil, qui est proche de cette planète. Au moins, il semble que Mercure soit maintenant verrouillé dans une résonance 2:3 avec sa période orbitale. La rotation de la Terre ralentit maintenant en raison de l'influence des marées de la Lune. La rotation très lente de Vénus et l'orientation étrange de l'axe de rotation d'Uranus pourraient signifier qu'elles sont entrées en collision dans le passé (probablement vers la fin de leur formation) avec un objet de taille similaire.

Si une planète est plus éloignée du Soleil, il lui faut plus de temps pour orbiter une fois autour du Soleil. Une planète lointaine met plus de temps à orbiter autour du Soleil parce que cette planète a une plus grande distance à parcourir autour du Soleil, et aussi parce que cette planète se déplace plus lentement le long de son orbite. Une planète lointaine voyage plus lentement qu'une planète plus proche parce que la force de gravité entre une planète et le Soleil s'affaiblit lorsque la planète et le Soleil sont plus éloignés l'un de l'autre.

Si la planète A est (y) fois plus éloignée du Soleil que la planète B, alors la planète A prend (ysqrt) plus long à orbiter autour du Soleil que la planète B. Le facteur (y) est dû au fait que l'orbite de A est beaucoup plus longue que celle de B, et le facteur (sqrt) est dû au fait que la planète A se déplace beaucoup plus lentement sur son orbite que la planète B.

Par exemple, Jupiter est environ 5,2 fois plus éloigné du Soleil que la Terre, donc Jupiter met environ (5.2sqrt <5.2>= 12) fois plus de temps pour orbiter autour du Soleil que la Terre, donc Jupiter prend environ 12 ans pour faire ça.

1.28. Sens de rotation des planètes

Qu'une planète tourne dans le sens horaire ou antihoraire autour de son propre axe dépend du pôle que vous regardez. Si vous regardez la planète au-dessus d'un pôle, elle tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, et si vous regardez la planète au-dessus de l'autre pôle, elle tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

Le tableau suivant fournit des informations sur le sens de rotation des planètes. Les colonnes "Nord" et "Sud" indiquent si la planète tourne dans le sens des aiguilles d'une montre (cw) ou dans le sens inverse (ccw) si vous regardez la planète depuis le dessus de ce pôle. Les colonnes "Est" et "Ouest" indiquent si le Soleil se lève ou se couche dans cette direction. Par exemple, la Terre tourne dans le sens des aiguilles d'une montre si vous la regardez depuis le pôle sud, et vu de la Terre, le Soleil se lève vers l'est et se couche vers l'ouest.

Nord Sud est Ouest
Mercure dans le sens inverse cw se lever ensemble
Vénus cw dans le sens inverse ensemble se lever
Terre dans le sens inverse cw se lever ensemble
Mars dans le sens inverse cw se lever ensemble
Jupiter dans le sens inverse cw se lever ensemble
Saturne dans le sens inverse cw se lever ensemble
Uranus cw dans le sens inverse ensemble se lever
Neptune dans le sens inverse cw se lever ensemble
Pluton cw dans le sens inverse ensemble se lever

1.29. Répéter les positions des planètes

Pour chaque paire de planètes, vous pouvez calculer combien de temps il faut à une planète pour rattraper l'autre dans son orbite autour du Soleil. Cette période est appelée la période synodique des deux planètes, et après cette période, les deux planètes sont à nouveau dans la même position relative. La durée moyenne de la période synodique de chaque planète (par rapport à la Terre) est indiquée dans le tableau 3.

Vous pouvez calculer une période synodique à partir d'une période sidérale comme suit : Si (P_ ext) est la période sidérale de l'objet rapide (par exemple, une lune dans son orbite autour de Jupiter) et (P_ ext) est la période sidérale de l'objet lent (par exemple, Jupiter dans son orbite autour du Soleil), mesurée dans les mêmes unités, et les deux orbitent dans la même direction (par exemple, Jupiter dans le sens antihoraire autour du Soleil et la lune dans le sens antihoraire autour de Jupiter ), puis la période synodale (P_ ext), dans les mêmes unités, est déterminé par

S'ils orbitent dans des directions opposées, vous devez remplacer le signe moins par un signe plus, mais pour les planètes et pour les lunes du système solaire, le signe moins est presque toujours correct.

Par exemple, si (P_ exte) est égal à 27,3 jours (la période sidérale de la Lune, vue de la Terre), et (P_ ext) est égal à 365 jours (la période sidérale du Soleil, vue de la Terre), alors (1/P_ ext = (1/27.3) - (1/365)) = environ 1/29.5, donc la période synodique est égale à environ 29.5 jours. C'est le temps moyen entre deux Pleines Lunes successives.

Les conjonctions et autres phénomènes relatifs des objets rapides et lents se répètent après en moyenne une période synodique par exemple les conjonctions du Soleil et de la Lune vues de la Terre, comme la Pleine Lune et la Nouvelle Lune.

Trois objets célestes sont impliqués pour une période synodique : l'objet où se trouve l'observateur, et les deux autres qui se déplacent dans le ciel de l'observateur. La même période synodique est également valable si l'observateur se déplace vers l'un des deux autres objets. Ainsi, vus de la Terre, le Soleil et la Lune sont les plus proches dans le ciel environ une fois tous les 29,5 jours, et vus de la Lune, la Terre et le Soleil sont les plus proches ensemble environ une fois tous les 29,5 jours, et vus de la Le Soleil, la Terre et la Lune se rapprochent environ une fois tous les 29,5 jours.

Maintenant, nous appliquons cela aux lunes de Jupiter. Si (P_ exte) est la période sidérale d'une telle lune (sur son orbite autour de Jupiter), et (P_ ext) est la période sidérale de Jupiter (sur son orbite autour du Soleil), puis la période synodique (P_ ext) de la lune est égal à

Après en moyenne une telle période synodique, Jupiter et la lune sont à peu près dans les mêmes positions relatives, de sorte que le temps entre les transits successifs ou les occultations de la lune sera proche des multiples de la période synodique.

Dès que vous regardez plus de deux planètes en même temps, il n'y a plus de période fixe après laquelle ces planètes retournent à des positions relatives particulières. Plus de deux planètes jamais revenir exactement aux mêmes positions relatives qu'avant. C'est parce que les rapports des périodes orbitales des planètes ne sont pas des fractions exactes.

Si, par exemple, Mars a mis exactement 2 ans pour faire le tour du Soleil et Jupiter exactement 12 ans, alors tous les 12 ans la Terre aurait fait exactement 12 fois le tour du Soleil, Mars exactement 6 fois et Jupiter exactement 1 fois, alors tous les trois seraient à nouveau dans les mêmes positions relatives.

Il peut y avoir une période commune même si les périodes orbitales ne sont pas des nombres entiers. Les périodes orbitales du tableau pour la Terre, Mars et Jupiter sont, arrondies au dixième d'année le plus proche, égales à 1 an, 19/10 ans et 119/10 ans. Ces périodes correspondent toutes à une seule période commune de 2261 ans, à savoir 2261 fois pour la Terre, 1190 fois pour Mars et 190 fois pour Jupiter, donc si les périodes orbitales de ces planètes étaient exactement égal aux valeurs arrondies, alors ils reviendraient aux mêmes positions tous les 2261 ans. C'est presque deux cents fois plus long qu'avant lorsque nous arrondissions à l'année complète la plus proche.

Pour toutes les planètes réunies, il y aurait alors une période commune de 816.821.286.456 ans (environ 817 milliards d'années), et c'est beaucoup plus que l'âge de l'Univers (qui est actuellement d'environ 14 milliards d'années), donc même si les périodes orbitales étaient exactement égales aux valeurs arrondies au dixième d'année, la période commune ne serait pas utile en pratique, car elle est très longue.

Mais les périodes orbitales ne sont pas exactement égales à leurs valeurs arrondies, et cela fait une grande différence. Si, par exemple, nous devions utiliser des valeurs arrondies au centième d'année le plus proche, donc 1 an pour la Terre, 188/100 ans pour Mars et 1187/100 ans pour Jupiter, alors la plus petite période commune serait 55 789 années (55789 fois pour la Terre, 29675 fois pour Mars et 4700 fois pour Jupiter), et c'est plus de dix fois plus que la dernière fois. Pour toutes les planètes réunies, la période serait alors de 7.865.034.998.354.446.554 ans, ce qui est énormément plus long que la dernière fois.

Si vous prenez des approximations toujours plus précises pour les périodes orbitales des planètes, alors la période commune après laquelle les planètes reviennent aux mêmes positions relatives devient dans l'ensemble de plus en plus longue. Si vous pouviez utiliser les valeurs réelles des périodes orbitales, avec une précision infinie, alors la période commune serait également infiniment longue.

Vous pouvez en savoir plus sur la répétition des positions planétaires sur la page Conjonctions. Voulez-vous calculer vous-même les périodes communes que je mentionne ci-dessus ? Consultez ensuite la page de calcul pour les périodes courantes.

1.30. Distances du Soleil

Le tableau suivant montre les distances des planètes au Soleil, mesurées en unités astronomiques (AU), en millions de kilomètres (Gm), en millions de miles ("Mmi") et en secondes-lumière (ls). Le nombre de secondes-lumière est le nombre de secondes qu'il faut à la lumière du soleil pour atteindre cette planète. L'unité astronomique est presque exactement égale à la distance moyenne moyenne entre le Soleil et la Terre.

Tableau 4 : Planètes : Distances du Soleil

Planète Moins Moyenne le plus grand
UA Gm Mmi ls UA Gm Mmi ls UA Gm Mmi ls
Mercure 0.306 46 28 153 0.387 58 36 193 0.467 70 43 232
Vénus 0.718 106 66 358 0.723 108 67 360 0.728 109 68 363
Terre 0.983 147 91 490 1.000 150 93 499 1.017 152 95 507
Mars 1.381 207 128 689 1.524 228 142 760 1.666 249 155 831
Jupiter 4.951 741 460 2470 5.203 778 484 2596 5.455 816 507 2722
Saturne 9.008 1348 837 4503 9.539 1427 887 4767 10.069 1506 936 5032
Uranus 18.275 2734 1699 9146 19.181 2869 1783 9590 20.088 3005 1867 10034
Neptune 29.800 4458 2770 14890 30.058 4497 2794 15025 30.316 4535 2818 15160
Pluton 29.58 4425 2750 14818 39.44 5900 3666 19732 49.19 7359 4573 24645

La planète Mercure est la plus proche du Soleil de toutes les planètes, à environ 0,39 UA (ou environ 58 000 000 kilomètres). Il existe des astéroïdes ou planétoïdes ("planètes mineures") qui peuvent se rapprocher du Soleil. Certains d'entre eux sont : Phaeton (qui descend à 0,14 UA), Hephaistos (0,36 UA), Icarus (0,19 UA) et Talos (0,19 UA). Certaines comètes tombent même dans le Soleil et ne sont plus jamais vues.De toutes les sondes spatiales qui ont été lancées d'Earh, celle qui s'est rapprochée le plus du Soleil, à ma connaissance, était la sonde allemande "Helios 2" qui est arrivée à environ 45 000 000 kilomètres (0,30 UA) du Soleil, en 1976. .

1.31. Distances de la Terre

Les planètes et la Terre orbitent toutes autour du Soleil, chacune à sa propre vitesse, de sorte que la distance d'une planète à la Terre n'est pas toujours la même. Les distances les plus petites, moyennes et les plus grandes de la Terre (sur 20 périodes synodiques commençant au 1er janvier 2000, à l'exception de Pluton) sont répertoriées dans le tableau suivant, mesurées en unités astronomiques (UA), en millions de kilomètres (Gm) et en millions de miles ("Mmi"). Une année-lumière est égale à environ 63 178 UA, donc pour convertir les distances en années-lumière, il vous suffit de les diviser par 63 178. Par exemple, la distance moyenne de Jupiter à la Terre est de 5,28/63178 = 0,000082 années-lumière.

Tableau 5 : Planètes : Distances de la Terre

Planète Moins Moyenne Le plus grand
UA Gm Mmi UA Gm Mmi UA Gm Mmi
Mercure 0.55 82 51 1.04 156 97 1.45 217 135
Vénus 0.27 40 25 1.14 171 106 1.74 260 162
Mars 0.37 55 34 1.70 254 158 2.68 401 249
Jupiter 3.95 591 367 5.28 790 491 6.45 965 600
Saturne 8.05 1204 748 9.62 1439 894 11.05 1653 1027
Uranus 18.83 2817 1750 20.02 2995 1861 21.09 3155 1960
Neptune 28.93 4328 2689 30.01 4489 2790 31.10 4653 2891
Pluton 28.56 4273 2655 39.44 5900 3666 50.21 7511 4667

1.32. Quand les planètes sont les plus proches de la Terre

Chaque planète est la plus proche de la Terre, dans son périgée, une fois au cours de chaque période synodique (voir ci-dessus). Pour les planètes inférieures, c'est approximativement quand elles sont dans leur conjonction inférieure, et pour les planètes supérieures c'est approximativement quand elles sont en opposition. Vous pouvez trouver les dates auxquelles chaque planète est la plus proche de la Terre (et leur distance à ce moment-là) dans les pages des phénomènes planétaires. Recherchez les dates pour lesquelles la colonne avec le titre "*" contient un "p" et la colonne avec le titre "AU" contient un nombre. Par exemple : le 30-10-2003 (30 octobre 2005) Mars est à nouveau dans son périgée, le plus proche de la Terre. Sa distance est alors de 0,4641 UA, ce qui correspond à 69 millions de kilomètres ou 43 millions de miles.

1.33. Taille, masse et densité des planètes

Les tailles, masses et densités du Soleil et des planètes sont répertoriées dans le tableau suivant. Sont indiqués : le rayon du centre à l'équateur, le rayon du centre au pôle (tous deux en kilomètres), l'aplatissement (de quelle fraction le rayon polaire est inférieur au rayon équatorial), la surface (en millions de kilomètres carrés), le volume (en milliers de millions de kilomètres cubes), la masse (par rapport à celle de la Terre) et la densité (par rapport à celle de l'eau).

Nom Rayon Oblat Surface Le volume Masse Densité
Équateur Pôle
km km mm 2 mm 3 Terre = 1 eau=1
Soleil 695990 695990 0 6087176 1412204556 332946 1.40
Mercure 2439 2439 0 75 61 0.055 5.41
Vénus 6051 6051 0 460 928 0.815 5.25
Terre 6378 6357 0.003353 509 1083 1 5.50
Mars 3396 3379 0.005 144 163 0.107 3.91
Jupiter 70850 66530 0.061 59230 1398000 318 1.24
Saturne 60330 54900 0.09 41620 837000 95 0.62
Uranus 25400 24600 0.03 7860 66600 14.5 1.24
Neptune 24300 23600 0.03 7200 58300 17.1 1.61
Pluton 1150 1150 0 17 6 0.0021 2.06

1.34. Atmosphères planétaires

Une atmosphère est une couche de gaz autour d'une planète. Si vous regardez assez attentivement, vous pouvez trouver des molécules de gaz ou des atomes autour de n'importe quelle planète, mais si vous commencez à mesurer cela avec précision, vous ne pouvez plus non plus appeler l'espace un vide. On adoptera la définition pratique qu'une atmosphère doit être détectable à grande distance (par exemple par des raies spectrales associées aux molécules et atomes de l'atmosphère, ou par des observations de l'occultation des étoiles par la planète) et doit céder du frottement à un vaisseau spatial d'atterrissage ou une météorite. Avec cette définition, toutes les planètes sauf Mercure et (probablement) Pluton ont une atmosphère, et la lune Titan de Saturne en a une aussi. Le tableau ci-dessous montre la pression au fond de l'atmosphère de toutes les planètes et des lunes Titan (de Saturne) et Triton (de Neptune), mesurée en unités de 1 bar (ce qui est à peu près égale à la pression de l'air à la surface de La terre). L'atmosphère des planètes gazeuses géantes est si épaisse que nous ne savons pas exactement où elles se terminent ni quelle est la pression là-bas. Les estimations pour Jupiter et Saturne sont d'environ 2 millions de bars. Dans le tableau, j'ai écrit "≫ 100" qui signifie "beaucoup plus grand que 100".

Nom Pression
Mercure 0
Vénus 92
Terre 1
Mars 0.007
Jupiter ≫ 100
Saturne ≫ 100
Titan 1.5
Uranus ≫ 100
Neptune ≫ 100
Triton 0.00016
Pluton 0.00001

Bien que de nombreuses planètes aient une atmosphère, il n'y en a qu'une qui a une atmosphère dans laquelle nous pouvons vivre, et c'est la Terre. Les atmosphères des autres planètes qui en possèdent une contiennent beaucoup trop peu d'oxygène ou pas du tout. Certaines personnes ont fait des plans pour transformer les atmosphères de Vénus et de Mars en air dans lequel nous pouvons vivre, mais je doute que cela se produise de si tôt.

Il y a longtemps, la plupart des gens pensaient que la Terre était immobile et que le ciel étoilé tournait autour de la Terre. Ça doit être comme ça, pensaient ces gens, parce que la condition naturelle des choses est de ralentir puis de s'arrêter, de la même manière qu'une balle s'arrête toujours au bout d'un moment quand on la fait rouler, donc si la Terre tournait autour son axe, l'atmosphère voudrait naturellement toujours s'arrêter, alors la surface de la Terre frotterait le long de l'atmosphère à grande vitesse, alors il faudrait qu'il y ait une grande tempête partout tout le temps. Et si vous jetiez quelque chose en l'air, cela ne suivrait naturellement pas la rotation de la Terre, donc cela irait toujours rapidement dans le même sens, par rapport au sol. Il n'y a pas une telle tempête, et les choses que vous jetez en l'air redescendent, de sorte que la Terre ne tourne pas.

Cependant, ces gens d'il y a longtemps avaient tort. Le ciel étoilé est immobile et la Terre tourne autour de son axe. L'ordre naturel des choses n'est pas qu'elles ralentissent et restent immobiles, mais (selon la Première Loi de Newton) qu'elles se déplacent le long d'une ligne droite à vitesse constante. Si vous voulez changer leur direction ou leur vitesse, alors vous devez leur appliquer une force. La force de gravité maintient l'atmosphère et d'autres choses aussi près que possible du sol, et le frottement avec la Terre fait tourner l'atmosphère avec la Terre en moyenne, de sorte que l'atmosphère reste en moyenne immobile par rapport au sol. Lorsque les choses se déplacent sur une planète en rotation, elles remarquent la rotation sous la forme de forces de Coriolis. Les forces de Coriolis font que les flux d'air dans l'atmosphère ou d'eau dans les océans loin de l'équateur ne se déroulent pas en ligne droite mais avec de très grands tourbillons.

1.35. Est-ce important si vous déplacez une planète ?

L'endroit où les choses dans l'Univers se déplacent est principalement déterminé par la force de gravité. Toutes les choses qui ont une masse génèrent de la gravité, mais les choses avec plus de masse génèrent une gravité plus forte que les choses avec moins de masse, et la gravité diminue avec l'augmentation de la distance. Les choses avec le plus de masse ont le plus d'influence sur les autres choses dans l'Univers, et surtout sur les choses dans leur voisinage.

Une planète a beaucoup moins de masse qu'une étoile. Le Soleil, par exemple, a environ 1000 fois plus de masse que toutes les planètes du système solaire réunies. De ce fait, une planète ne domine que la partie de l'espace qui lui est proche. La gravité de la Terre, par exemple, ne domine qu'à environ 850 000 km de la Terre. Plus loin que cela, les orbites des lunes et d'autres choses sont si fortement perturbées par la gravité du Soleil qu'elles échappent à la gravité de la Terre. 850 000 km peuvent sembler impressionnants, mais ne représentent que 1/180e de la distance au Soleil.

Si une planète était soudainement transportée dans une autre partie du système solaire, ou même complètement supprimée, cela n'aurait un grand effet que dans la partie de l'espace où la planète dominait auparavant, et dans la partie de l'espace où la planète se termine. Si l'une des planètes du système solaire (autre que la Terre) était supprimée, les autres planètes ne le remarqueraient pas beaucoup et leurs orbites resteraient pratiquement les mêmes.

1.36. Planètes dans l'ordre des jours de la semaine

Dans de nombreuses langues, les noms de certains ou de tous les jours de la semaine sont liés à ce que les anciens Romains considéraient comme des planètes, selon le schéma suivant :

Jour Planète
dimanche Soleil
lundi Lune
Mardi Mars
Mercredi Mercure
jeudi Jupiter
Vendredi Vénus
samedi Saturne

Wikipedia a une explication pour cet ordre des planètes.

Quand ces planètes classiques apparaissent-elles dans le ciel dans cet ordre, soit d'est en ouest, soit d'ouest en est ? Une recherche dans les 11 millions de jours de l'année -13200 à l'année 17191 donne 1596 intervalles dans lesquels ces objets célestes ont l'ordre demandé (soit d'est en ouest, soit d'ouest en est). Le délai entre le début de deux de ces intervalles suivants varie entre 5,6 jours et 170,8 ans, avec une moyenne de 19,0 ans et une médiane de 14,9 ans. Les intervalles pendant lesquels les objets célestes ont l'ordre souhaité varient en longueur entre 6,0 secondes et 11,7 jours, avec une moyenne de 19,5 heures et une médiane de 14,7 heures.

Les intervalles entre les années 1700 et 2200 sont indiqués dans le tableau suivant.

Tableau 6 : Planètes dans l'ordre des jours de la semaine

une m je o w λ
1795 6 17.0 7.6 E 340 89
1823 4 11.0 6.6 W 340 23
1833 10 13.5 4.4 E 344 202
1893 9 10.1 3.7 W 335 169
1934 2 14.0 22.8 E 354 326
1957 8 25.5 14.7 E 96 153
2004 7 17.5 41.0 E 352 115
2004 8 16.1 20.3 E 328 143
2026 3 17.9 28.6 W 354 357
2028 3 26.1 2.3 W 338 6
2036 8 21.7 18.0 E 354 149
2053 10 11.9 3.0 E 140 198
2090 4 28.4 34.2 W 329 37
2098 6 29.1 36.2 E 77 97
2105 4 13.3 33.7 W 119 22
2107 1 24.2 29.2 E 338 302
2122 6 3.2 36.5 W 327 71
2128 9 23.3 30.7 W 350 179
2149 10 31.5 9.0 E 229 216
2177 6 26.3 39.2 E 326 93
2194 10 13.8 9.4 W 292 198

Les colonnes "a", "m", "d" indiquent l'année, le mois et le jour du mois (en UTC) du premier jour au cours duquel les planètes classiques ont l'ordre souhaité. La colonne "l" indique pendant combien d'heures la commande est maintenue. La colonne "w" montre la distance moyenne en degrés entre le Soleil et Saturne pendant l'intervalle. La colonne "o" indique si les planètes sont disposées à l'est du Soleil ou à l'ouest du Soleil. La colonne "λ" montre la longitude écliptique (ICRS) du Soleil en degrés au début de l'intervalle.

Par exemple, les planètes classiques sont disposées dans l'ordre (vers l'Est) Soleil - Lune - Mars - Mercure - Jupiter - Vénus - Saturne pendant 3,0 jours à partir de la fin du 11 octobre de l'année 2053. Le Soleil et Saturne sont alors séparés dans le ciel d'environ 140 degrés.

Dans la plupart des cas, d'après le tableau ci-dessus, la distance entre le Soleil et toutes les planètes jusqu'à Saturne est supérieure à 180 degrés, puis vous vous rendez du Soleil à Saturne plus rapidement si vous ne dépassez pas toutes les autres planètes mais commencez à l'opposé. direction. Par exemple, dans le cas de l'année 1934, vous devez passer à 354 degrés du Soleil au-delà de toutes les autres planètes avant d'arriver à Saturne, mais si vous partez du Soleil dans la direction opposée, vous arriverez à Saturne après seulement 360 − 354 = 6 degrés.

Si nous ajoutons l'exigence selon laquelle la distance dans la colonne "w" dans le tableau doit être inférieure à 180 degrés, alors Saturne sera la planète la plus éloignée du Soleil dans le ciel, et alors nous n'obtiendrons pas la situation embarrassante que Saturne pourrait à la place être la planète la plus proche du Soleil. Avec cette exigence, le nombre de cas passe de 1596 à 398. Le nombre de cas entre les années 1700 et 2200 passe de 21 à 4. La durée des intervalles varie alors entre 5,5 minutes et 11,7 jours, avec une moyenne de 1,10 jour. et une médiane de 0,61 jour. Le délai entre le début de deux intervalles successifs varie alors entre 5,6 jours et 373 ans avec une moyenne de 76,3 ans et une médiane de 49,0 ans.


Demandez nous

Pour plus d'informations sur les planètes, veuillez consulter les sites Web Welcome to the Planets de la NASA JPL ou The Nine Planets de l'Université d'Arizona.

Il y a un guichet en ligne au Fourmilab. Un orrery est quelque chose qui montre les positions des planètes. Les orreries mécaniques existaient avant qu'il n'y ait des ordinateurs (et existent toujours), mais maintenant la plupart sont réalisées par logiciel.

Drs. Louis Barbier et Eric Christian, et Mme Beth Barbier
(mars 2000)

Cela dépasse notre domaine d'expertise, mais nous pouvons vous référer à d'autres sites Web :

Celui-ci aborde la question d'un point de vue pédagogique :

Le vaisseau spatial New Horizons, actuellement en route vers Pluton, mettra environ neuf ans pour y arriver. Mais vous pouvez en savoir plus sur cette distance sur le site Cosmic Distance Scale, où vous verrez que le système solaire va bien au-delà des planètes.

Beth Barbier et Eric Christian
(janvier 2010)

Ce n'est pas dans notre domaine d'expertise, mais j'ai pu trouver un site Web avec une liste de modèles à l'échelle du système solaire.

Le premier de la liste a l'air très bien : quelle est la taille du système solaire ?

Un magazine tel que Sky & Telescope vous donnera des cartes du ciel mensuelles qui incluront l'emplacement des planètes. Ou vous pouvez consulter Sky & Telescope en ligne ou l'un des nombreux programmes de planétarium sur le Web, tels que le site Fourmilab.

Les planètes bougent parce que le nuage de gaz qui formait à l'origine le système solaire tournait. Le gaz qui ne tournait pas est tombé dans le proto-Soleil, et les planètes se sont formées à partir de gaz et de morceaux qui tournaient suffisamment pour être en orbite. Une fois les planètes formées et en orbite autour du Soleil, il n'y avait aucune raison pour qu'elles n'y restent pas (les objets en mouvement ont tendance à rester en mouvement). L'expansion de l'univers est essentiellement négligeable à l'échelle du système solaire, c'est-à-dire qu'elle semble n'avoir qu'un très, très petit effet sur le système solaire.

La raison pour laquelle les planètes se forment principalement dans le même plan est que la première étape de la transformation d'un nuage de gaz en un système solaire est que le nuage s'effondre en un disque. Cela se produit en raison de la conservation du moment angulaire (le nuage a à l'origine un certain spin) et les collisions aléatoires ont tendance à amortir les vitesses aléatoires qui remplissent le nuage sphérique. Ce n'est qu'après la formation du disque que les densités deviennent suffisamment élevées et que les collisions deviennent suffisamment fréquentes pour que les planètes puissent se former.

Dr Eric Christian
(février 2011)

La gravité du Soleil est ce qui maintient les planètes en orbite autour du Soleil, tout comme la gravité de la Terre est ce qui maintient la Lune, les satellites et la navette spatiale en orbite autour de la Terre. La raison pour laquelle la Lune ne frappe pas la Terre (et la Terre et les autres planètes ne frappent pas le Soleil) est que la Lune se déplace suffisamment vite pour manquer la Terre.

Si vous deviez vous tenir sur le mont. Everest et lancer un rocher (et oublier complètement la résistance de l'air), il parcourrait une certaine distance avant de heurter la Terre. Lorsque vous lancez la pierre plus rapidement, elle se déplace plus loin. Finalement, si vous lancez la pierre assez vite, elle fait tout le tour de la Terre et vous frappe dans le dos. Il tombe toujours vers la Terre, mais la surface de la Terre (parce que la Terre est ronde) tombe tout aussi vite. Le rocher est maintenant en orbite. Continuez à le lancer de plus en plus vite et l'orbite s'agrandit (plus loin de la Terre) de l'autre côté de la Terre, mais revient toujours pour vous frapper dans le dos. Finalement, vous jetez la roche à ce qu'on appelle la "vitesse de fuite" et elle se détache de la gravité de la Terre et ne retombe jamais.

  1. Assez lentement pour que l'objet tombe et heurte
  2. Assez rapide pour que l'objet soit en orbite, mais pas trop vite
  3. Vraiment rapide pour que l'objet s'échappe

Toutes les planètes (et la Lune autour de la Terre) sont dans la catégorie 2. Si cela semble étrange, ce n'est pas le cas. Lorsque le système solaire se formait, tout ce qui était dans la catégorie 1 est en fait tombé dans le soleil, et tout ce qui était dans la catégorie 3 s'est échappé du système solaire, ne laissant que les éléments (planètes, astéroïdes, comètes, etc.) dans la catégorie 2.

Dr Eric Christian
(janvier 2002)

Il n'y a pas de loi physique qui stipule que lorsqu'une explosion se produit, toutes les particules tournent dans la même direction. Le moment angulaire (la mesure physique de la rotation) sera conservé, donc si l'objet d'origine tournait (avait un moment angulaire), la somme des moments angulaires de tous les "éclats d'obus" sera égale au moment angulaire d'origine, donc plus tournera dans le sens originel. Mais des "éclats d'obus" individuels peuvent tourner dans la direction opposée.

Dans le cas de Vénus et d'Uranus, la théorie la plus raisonnable est qu'une collision massive pendant leur formation les a fait tourner à l'opposé (dans le cas de Vénus) ou à angle droit (dans le cas d'Uranus) par rapport aux autres planètes et à la Soleil.

Dr Eric Christian
(mars 2000)

Si vous allez sur le site Web et cliquez sur les mots « Période de rotation » dans la colonne de gauche, vous pouvez obtenir la réponse :

Période de rotation (heures) - C'est le temps qu'il faut à la planète pour effectuer une rotation par rapport aux étoiles de fond fixes (pas par rapport au Soleil) en heures. Les nombres négatifs indiquent une rotation rétrograde (en arrière par rapport à la Terre).

Si vous demandez pourquoi il y a un mouvement rétrograde, nous avons déjà répondu à cette question sur notre site. Voir Pourquoi toutes les planètes ne tournent-elles pas dans la même direction ?

Dr Eric Christian
(décembre 2003)

Les orbites des planètes sont des ellipses, comme l'a découvert Kepler. Une ellipse est définie par son grand axe (D) et la distance entre les deux foyers (F). L'excentricité (e) est le rapport de F sur D, soit : e = F/D. Pour Mars, D = 4,556 x 10 8 km, et e = 0,09.

Pour plus d'informations sur les planètes et leurs orbites, consultez An Overview of the Solar System

Voici quelques références qui devraient vous aider :

    QB51.3 .E43 M42 1998
    Algorithmes astronomiques / Jean Meeus.
    Meeus, Jean.

Dr Louis Barbier
(juillet 2001)

  • Les planètes se déplacent le long d'ellipses, avec le Soleil à un foyer.
  • La ligne du Soleil à la planète couvre des surfaces égales en des temps égaux.
  • Le carré de la période orbitale est proportionnel au cube de la distance moyenne au Soleil.

Répondant à toutes vos questions à la fois, les lois planétaires de Kepler peuvent être dérivées de la loi de la gravitation de Newton. Kepler a organisé les observations, mais Newton a proposé la loi sous-jacente. Les lois de Kepler peuvent être appliquées à tout système dit "à deux corps", où un objet plus petit tourne autour d'un objet plus grand. Les constantes sont différentes, mais les lois fonctionnent.

Dr Eric Christian et Beth Barbier

L'énergie provient de l'énergie orbitale et rotationnelle du système. La première chose qui se produira généralement est que la rotation de la lune ralentira jusqu'à ce qu'elle soit verrouillée, avec une face toujours dirigée vers la planète. La Lune de la Terre et de nombreuses autres lunes du système solaire ont déjà atteint ce point. La prochaine chose qui se passe est que l'orbite de la lune s'agrandit et que la rotation de la planète ralentit. Les deux doivent se produire en même temps afin de conserver le moment angulaire tout en drainant l'énergie du système. À cause des marées océaniques sur la Terre, la Lune s'éloigne et le jour de la Terre s'allonge. C'est le même processus.

Dr Eric Christian
(janvier 2002)

Non, la vitesse orbitale des planètes diminue plus la distance est longue. Pour les orbites circulaires, "l'année" augmente comme le rayon à la puissance 3/2, et la vitesse diminue proportionnellement à la racine carrée du rayon de l'orbite.

Dr Eric Christian
(décembre 2000)

Vous le feriez à peu près comme vous le faites sur Terre, sauf que vous utiliseriez des trémies fermées, des fonderies, etc., et vous devriez concevoir votre système de transport de minerai un peu différemment. Le simple fait de laisser tomber le minerai sur les bandes transporteuses ne fonctionnera pas. Je ferai remarquer, cependant, que d'autres planètes et même des lunes auront beaucoup de gravité avec laquelle travailler. Cependant, l'extraction de météoroïdes et d'astéroïdes pourrait être effectuée en apesanteur proche de zéro.

Vénus est trop chaude pour l'eau liquide, mais environ 0,1% de l'atmosphère est composée de vapeur d'eau. J'ai obtenu cette information sur la page Vénus "Bienvenue sur les planètes".

La composition de Mars est similaire à celle de la Terre, avec peut-être un peu plus de fer et de soufre. Pour plus d'informations sur Mars, je vous suggère de consulter le site Nine Planets.

Premièrement, la composition globale (atmosphère, roches, tout) de la Terre et de Mars est similaire car ils se sont formés dans une région similaire de la nébuleuse proto-solaire. Deuxièmement, l'atmosphère primitive de la Terre était beaucoup plus riche en dioxyde de carbone, donc il y a probablement eu des moments (il y a des milliards d'années) où la composition atmosphérique de Mars et de la Terre était similaire. Il n'y a aucune preuve que l'atmosphère de Mars ait eu à un moment donné une composition similaire à celle de la Terre actuelle, pour autant que je sache.

Dr Eric Christian
(mai 2001)

Mars est rouge car il y a beaucoup d'oxyde de fer, également connu sous le nom de rouille, dans les roches et le sable qui composent la surface.

C'était presque certainement Jupiter. Il existe de nombreux bons magazines comme Sky & Telescope que vous pouvez obtenir dans votre bibliothèque locale ou votre kiosque à journaux qui décrivent ce qui est visible au cours d'un mois donné. Un télescope n'est pas nécessaire, beaucoup de choses peuvent être faites avec une paire de jumelles raisonnable.

Jupiter a environ 2,6 fois la gravité terrestre. Ainsi, en pieds par seconde par seconde, l'accélération sur Jupiter est de 32 * 2,64 = 84,5 pieds/sec/sec.

Votre question dépasse notre domaine d'étude, mais vous voudrez peut-être vérifier les points suivants :

L'énergie provient de l'énergie orbitale et rotationnelle du système. La première chose qui se produira généralement est que la rotation de la lune ralentira jusqu'à ce qu'elle soit verrouillée, avec une face toujours dirigée vers la planète. La Lune de la Terre et de nombreuses autres lunes du système solaire ont déjà atteint ce point. La prochaine chose qui se passe est que l'orbite de la lune s'agrandit et que la rotation de la planète ralentit. Les deux doivent se produire en même temps afin de conserver le moment angulaire tout en drainant l'énergie du système. À cause des marées océaniques sur la Terre, la Lune s'éloigne et le jour de la Terre s'allonge. C'est le même processus.

Dr Eric Christian
(janvier 2002)

L'orbite de Neptune n'est pas si erratique : seule Vénus a une orbite plus circulaire que celle de Neptune. C'est Pluton qui est l'excentrique, ayant une orbite qui est plus une ellipse que n'importe quelle autre planète. Cette ellipse a son périhélie (approche la plus proche du Soleil) plus proche que l'orbite de Neptune, bien que sa distance moyenne soit supérieure. Pluton a également une orbite qui fait un plus grand angle avec le plan du système solaire (l'écliptique) que les autres planètes. Bien que les orbites semblent se croiser, c'est uniquement parce qu'un dessin n'est qu'une image bidimensionnelle des orbites. Dans l'espace tridimensionnel, les orbites ressemblent à deux boucles de ficelle qui sont imbriquées, mais ne se touchent pas réellement.

Ainsi, bien que Pluton soit actuellement plus proche du Soleil que Neptune, les orbites ne se croisent pas d'une manière qui conduira jamais à une collision. Il y a quelques diagrammes pour aider à expliquer cela à The Nine Planets.

L'utilisation d'un programme Orrery (un programme qui cartographie les planètes) est probablement plus facile que le calcul à partir d'éléments orbitaux. Selon la précision dont vous avez besoin, cela devrait être assez facile à obtenir. Cela fait un peu plus de 20 ans (de janvier 1979 au 11 février 1999). La différence entre les années sidérales et les années civiles est à la cinquième décimale, plus petite que l'effet de l'excentricité de l'orbite de Neptune (0,008).

Pluton met 248 ans pour orbiter autour du Soleil.

Toutes les planètes se rapprochent puis s'éloignent du Soleil tous les six mois. La Terre se rapproche de plusieurs millions de kilomètres entre l'aphélie (position la plus éloignée du Soleil) et le périhélie (position la plus proche). Nous venons d'observer Pluton pendant la moitié de son année où il se rapproche.

Il n'y a aucune preuve qu'il y ait une planète dans notre système solaire au-delà de l'orbite de Pluton. Vous voudrez peut-être en savoir plus sur ce sujet sur le site Web Bad Astronomy de Phil Plait.

Dr Eric Christian et Mme Beth Barbier

Les lunes de berger gardent les bords des anneaux tranchants dans la direction radiale. Ils n'ont rien à voir avec le fait que les anneaux se forment dans les plans. La raison pour laquelle les anneaux, les systèmes solaires et les disques galactiques se forment dans les plans n'est qu'une fonction du moment angulaire d'origine du système. Vous pouvez consulter le site Web de Nine Planets pour plus d'informations sur les lunes de berger.

J'ai récemment entendu une curieuse discussion sur l'alignement de toutes les planètes de notre système solaire en 2004. Il y a des spéculations sur le fait que cela aurait un effet sur les pôles magnétiques de la Terre et peut-être que la Terre basculerait réellement sur son axe. Pouvez-vous nous éclairer là-dessus : l'alignement des planètes créera-t-il des forces sur la Terre qui affecteront la météo, la gravité, les mouvements des continents, etc ? Combien de fois cela s'est-il produit dans l'histoire enregistrée, et si c'est le cas, y a-t-il eu des effets notés ? Quel est le terme pour ce phénomène ?

Non, les neuf planètes ne seront pas en ligne droite le 5 mai 2000. Des alignements planétaires d'une sorte ou d'une autre se produisent tout le temps et durent 5 milliards d'années, et ils n'ont AUCUN effet sur la Terre, malgré ce que certains les fous et les escrocs disent.

L'attraction gravitationnelle de quoi que ce soit d'autre que le Soleil et la Lune sur la Terre est essentiellement négligeable. L'énergie nécessaire pour inverser l'axe de rotation de la Terre est énorme, en raison de ce qu'on appelle la conservation du moment angulaire. Le champ magnétique de la Terre bascule de manière apériodique, et en fait, nous attendons depuis longtemps, mais l'alignement des planètes n'aura rien à voir avec cela. Le retournement du champ magnétique a probablement son origine dans la dynamo magmatique turbulente qui génère le champ magnétique.

Le terme pour ce phénomène d'alignement est "canular".

Si vous parlez d'une ligne "exacte", cela ne s'est probablement jamais produit. Même avoir les 9 planètes sur une ligne approximative est très rare (des millions d'années, selon le degré de "grossesse" d'une ligne que vous êtes prêt à prendre).

Pour plus d'informations, vous pouvez consulter le site de Phil Plait sur Bad Astronomy. Vous pouvez également consulter un magazine d'astronomie populaire comme Sky and Telescope , qui couvre les positions visuelles des planètes. Si vous êtes intéressé par les alignements dans l'espace, vous pouvez consulter un Orrery en ligne comme celui de Fourmilab.

Trois d'entre nous ont travaillé ensemble sur cette question - les Drs. Charles Smith (qui fait partie de l'équipe "Ask Us"), William Kurth (Université de l'Iowa) et Michael Desch (NASA GSFC).

C'est une très bonne question qui a des implications importantes. Il y a quelques années, le Dr Smith a dû s'inquiéter à ce sujet parce qu'il étudiait le vent solaire à proximité de Saturne. Il devait exclure les périodes où le vaisseau spatial Voyager (la source de ses données) passait par la queue lointaine de Jupiter. D'autres (les Drs Kurth et Desch) l'ont étudié spécifiquement pour comprendre la réaction de Saturne à la queue jovienne.

Avant d'aller trop loin, mentionnons les articles qui discutent des propriétés de ces observations de queue distante :

  • Behannon et al. (Journal of Geophysical Research, volume 86, page 8386, 1981)
  • Kurth et al. (Journal of Geophysical Research, volume 86, page 8402, 1981)
  • Kurth et al. (Journal of Geophysical Research, volume 87, page 10 373, 1982)

Votre bibliothèque peut probablement obtenir ces articles grâce au prêt entre bibliothèques. Ils ne sont pas forcément faciles à lire, puisqu'il s'agit des documents sources originaux rédigés par les scientifiques, mais ils touchent au cœur du sujet.

Les magnétosphères planétaires réagissent aux conditions changeantes du vent solaire. Si les conditions de vent sont stationnaires, la magnétosphère adopte une configuration quasi-stable. Il réagit périodiquement, de façon presque rythmique, mais est largement stable. Lorsque les conditions du vent solaire changent, la magnétosphère cherche un nouvel équilibre, ce qui peut entraîner des changements spectaculaires.

Lorsque la pression du vent solaire est réduite, la magnétosphère se dilate. Lorsque la pression augmente, la magnétosphère se contracte. Au cours du processus, des portions de la magnétosphère se briseront et la structure entière se réorganisera avec des résultats spectaculaires (les aurores, les champs magnétiques changeants à la surface de la Terre, etc.). L'expansion n'est peut-être pas aussi spectaculaire que la contraction, mais elle est souvent caractérisée par l'absence d'activité familière.

La queue de Jupiter représente une région de pression réduite du vent solaire, donc la magnétosphère de Saturne se serait étendue dans ces conditions.

Un diagnostic de l'expansion était la disparition du rayonnement kilométrique de Saturne. Il s'agit d'un signal radio produit par l'accélération d'électrons en association avec l'activité aurorale de la planète. Ce signal a disparu pendant plusieurs jours pendant les périodes où Saturne était dans la queue lointaine de Jupiter. Il est probablement vrai que la magnétosphère de Saturne s'est beaucoup étendue pendant cette période, et cela fait partie de l'explication de la disparition du rayonnement kilométrique, mais nous n'avons aucune mesure indépendante de l'expansion de la magnétosphère puisqu'il n'y avait pas de vaisseau spatial au bon endroit à ce moment-là pour mesurer la magnétosphère élargie. Cette expansion s'accompagne d'un relâchement général des processus qui accélèrent les électrons auroraux sur Saturne.

Une description du moment où le rayonnement kilométrique saturnien a disparu est disponible dans Desch (Journal of Geophysical Research, volume 101, page 6904, 1983).

En regardant l'effet inverse de frapper la magnétosphère de Saturne avec un transitoire solaire dense et rapide, il existe un article récent de Prange et al. (Nature, volume 432, 78-81, 2004) qui démontre une forte aurore saturnienne entraînée par une perturbation qui a frappé la magnétosphère de Saturne.

Drs. Charles Smith, William Kurth et Michael Desch
(décembre 2004)

Je ne suis pas un expert des planètes extra-solaires, mais je pense pouvoir vous orienter dans la bonne direction. Il y a environ 15 bons candidats pour les planètes autour d'étoiles autres que le Soleil. Il y en a un, 51 Peg b (l'un des premiers découverts), qui se trouve dans la constellation de Pégase et a une "année" d'un peu plus de quatre jours. Il y a une bonne page sur les planètes extra-solaires chez Scientific American.

Dr Eric Christian et Beth Barbier

Harvard maintient un bon site Web consacré aux planètes extrasolaires. Je vous suggère de regarder : L'Encyclopédie des Planètes Extrasolaires.

Dr Louis Barbier
(novembre 2001)

Il n'y a fondamentalement que deux possibilités d'orbites planétaires stables dans un système d'étoiles binaires. Soit les étoiles sont éloignées l'une de l'autre et la planète est suffisamment proche de l'une pour que l'autre étoile ne soit qu'une petite perturbation sur son orbite autour de l'étoile proche. L'autre possibilité est que les étoiles soient très proches les unes des autres et que la planète orbite autour des deux étoiles comme si elles n'en faisaient qu'une. Aucune des deux conditions ne fait ce que vous voulez.

Cependant, vous n'avez pas besoin d'un système stellaire binaire pour avoir des "saisons planétaires". Si une orbite planétaire est plus elliptique que celle de la Terre (qui est assez circulaire), alors vous obtiendriez des saisons au fur et à mesure que vous vous rapprochez et vous éloignez de l'étoile. À l'extrême, vous pourriez avoir des saisons comme celles des comètes, une année d'été environ, suivies de nombreuses années d'hiver extrême.