Le système solaire externe

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Découvre les merveilleuses planètes et lunes du système solaire externe.

Le système solaire externe

Notre système solaire comprend tous les objets que le soleil attire dans son champ de gravité. Le système solaire externe comprend tout ce qui se trouve au-delà de la planète Mars. Ce document d’information se concentre sur les planètes et leurs satellites qui sont situés dans cette zone.

Le savais-tu?

Un satellite est un objet qui orbite autour d’une planète. Il peut avoir été créé par l’humain ou être d’origine naturelle. Une lune est un satellite naturel qui orbite autour d’une planète.

Les géantes gazeuses

Les quatre planètes externes sont souvent appelées les géantes gazeuses ou les planètes joviennes. Le mot « jovien » signifie « relatif à la planète Jupiter ». Comme le nom le suggère, les géantes gazeuses sont principalement composées de gaz. Elles font aussi au moins quatre fois la taille de la Terre. Pour ces raisons, les géantes gazeuses ont plus de points en commun avec le soleil qu’avec les planètes internes rocheuses! Même si elles sont faites de gaz, elles n’en sont pas légères pour autant. Ensemble, les géantes gazeuses constituent 99 % de la masse connue qui orbite autour du soleil.

De gauche à droite : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune
De gauche à droite : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune (Source : NASA via ResearchGate).

 

La taille des géantes gazeuses comparativement à la Terre
  Jupiter Saturne Uranus Neptune Terre
Masse (1024kg) 1 898 568 86,8 102 5,97
Diamètre (km) 142 984 120 536 51 118 49 528 12 756

(Source : https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/)

Les astronomes pensent qu’Uranus et Neptune sont légèrement différentes de Saturne et Jupiter. En effet, ils croient que ces planètes sont composées de grandes quantités d’oxygène, de carbone, d’azote et de soufre. Quelques astronomes suggèrent qu’elles appartiendraient à leur propre catégorie, les géantes de glace. Comme elles sont si éloignées, Uranus et Neptune sont les planètes du système solaire sur lesquelles on en connaît le moins. En 2021, la NASA planifie envoyer le télescope spatial James-Webb en mission pour en apprendre davantage au sujet de ces deux planètes.

Jupiter

Jupiter est nommée d’après le roi des dieux romains, qui est aussi le dieu du ciel et de la foudre. Jupiter est une boule géante d’hélium et d’hydrogène qui est plus grosse que toutes les autres planètes combinées. On y retrouve le plus vaste océan connu du système solaire, soit un océan d’hydrogène liquide. Jupiter est entourée par des anneaux de poussière, mais ceux-ci sont difficiles à voir depuis la Terre.

Vidéo (2 min 58 s) des vues de Jupiter enregistrées par la sonde Juno par David Loach

Lorsqu’on regarde Jupiter, on peut voir des tourbillons de bleus et de bruns. Il s’agit de nuages d’ammoniac et d’eau, qui se déplacent dans une atmosphère d’hydrogène et d’hélium. 

La caractéristique la plus facilement reconnaissable de Jupiter est sa Grande tache rouge. Cette « tache » est une tempête de taille supérieure à la Terre qui fait rage depuis des centaines d’années. 

Vue de la Grande tache rouge de Jupiter
Vue de la Grande tache rouge de Jupiter et de l’hémisphère Sud turbulent prise par la sonde spatiale Juno de la NASA (Source : NASA).

Il ne s’agit pas de la seule tempête sur Jupiter. Jupiter compte de nombreuses tempêtes. Il y a un groupe bien connu composé de six à neuf tempêtes blanches dans l’hémisphère Sud qui est appelé le collier de perles. À son pôle Nord, on peut aussi voir un important cyclone entouré de huit autres cyclones plus petits.

Cyclones on Jupiter
Image infrarouge des cyclones au pôle Nord de Jupiter. NASA).

 

Le savais-tu?

Jupiter possède la journée la plus courte. Cela signifie que c’est elle qui tourne le plus vite.

Saturne

Saturne est nommée d’après le dieu romain de l’agriculture et de la richesse, qui était aussi le père de Jupiter. Saturne est la planète la plus éloignée de la Terre qui était connue dans l’antiquité. Bien que les quatre planètes géantes gazeuses possèdent des anneaux, ceux de Saturne sont les plus visibles. Des billions de particules de roche et de glace composent ces anneaux. Tout comme pour Jupiter, l’hydrogène et l’hélium sont les principaux éléments qui composent Saturne.

Saturn showing rings
Saturne telle que vue par le télescope spatial Hubble de la NASA en 2019 (Source : NASA).

 

Le savais-tu?

Deux fois à tous les 29,5 ans, les anneaux de Saturne semblent disparaître lorsqu’on les regarde à partir de la Terre. Cela s’explique par l’angle d’inclinaison de la planète qui fait que seul le mince rebord des anneaux est visible.

 

La sonde Cassini a récemment observé une autre caractéristique, soit « l’hexagone »de Saturne. Il s’agit d’un immense ouragan situé à son pôle Nord. Sur l’image à filtre coloré ci-dessous, on peut aussi voir un plus petit ouragan dans cet hexagone. Cet ouragan est deux fois plus gros qu’un ouragan moyen sur Terre.

Saturn showing storms known as hexagon
L’hexagone de Saturne en mouvement (Source : NASA).

Le savais-tu?

Les sondes et les télescopes spatiaux utilisent de nombreux types d’instruments et de filtres colorés différents. Ceci leur permet de voir ce qu’une caméra optique normale ne pourrait pas voir.

Uranus

Uranus est nommée d’après le dieu grec du ciel. Il s’agit de la première planète découverte à l’aide d’un télescope. Si on observe Uranus, ces anneaux sont perpendiculaires si on les compare à ceux des autres géantes gazeuses. Ceci s’explique car en fait la planète a une inclinaison différente. Les scientifiques se demandent pourquoi il en est ainsi depuis longtemps. Aujourd’hui, ils et elles  utilisent des modèles informatiques afin de tester leurs hypothèses. Selon l’une de ces hypothèses, un large objet serait entré en collision avec la jeune planète Uranus durant les débuts du système solaire. Cette collision pourrait avoir changé sa rotation.

Animation démontrant une possible collision avec Uranus (28 s) par The Conversation (2019)
Uranus showing rings
Vues d’Uranus du télescope Keck (Source : NASA).

 

À cause de son orientation, les saisons sur Uranus sont bizarres. Au pôle Nord durant l’hiver qui dure 21 ans, il fait noir. Il y fait clair durant l’été, qui dure aussi 21 ans!

Neptune

Neptune est nommée d’après le dieu romain de la mer. Contrairement aux autres planètes, Neptune n’a pas été découverte après avoir été observée à l’œil nu ou à l’aide d’un télescope. Elle a plutôt été découverte à l’aide des mathématiques et de la physique. Comme la Terre, les autres planètes exercent une force gravitationnelle sur les objets qui les entourent. Sans voir la planète, les astronomes savaient qu’elle devait exister parce que sa gravité attirait les objets à proximité.

Neptune est juste un peu plus petite qu’Uranus. Sa composition est également similaire à celle d’Uranus.

Neptune
Vue de Neptune (Source : NASA).

 

Le savais-tu?

Neptune possède les vents planétaires les plus rapides du système solaire. Ils peuvent souffler à plus de 2000 km/h! Non seulement vont-ils à une vitesse supersonique, mais ils sont aussi composés de méthane. Il s’agit d’un gaz qu’on utilise en tant que combustible sur Terre!

Pluton était la neuvième planète de notre système solaire. Mais les astronomes la classifient maintenant comme une planète naine. En raison de la forme de son orbite, Pluton est parfois plus près du soleil que l’est Neptune!

Les satellites des géantes gazeuses

Les géantes gazeuses ont de nombreuses lunes. Certaines de ces lunes sont aussi grosses que des planètes. Les lunes des géantes gazeuses ont été la cible de nombreuses missions d’exploration au cours des dernières décennies. Voici quelques renseignements sur celles qui ont été les plus étudiées.

Combien de lunes possèdent les planètes du système solaire ? (1 min 38 s) de Nat Geo France (2018)

Les satellites de Jupiter

Jupiter a 53 lunes confirmées et 26 lunes qui doivent encore être confirmées par les astronomes. Jupiter et ses familles de lunes forment une sorte de système solaire miniature au sein de notre système solaire.

En 1610, Galilée a utilisé le télescope qu’il avait inventé pour observer les lunes par-delà la Terre pour la première fois. Les quatre plus grosses lunes qu’il a pu voir sont les lunes de Jupiter, soit Io, Europe, Ganymède et Callisto. Ces quatre lunes sont souvent appelées les lunes galiléennes.

Io

Les magnifiques couleurs de la surface d’Io sont dues à différentes formes de soufre. On peut aussi voir de nombreux volcans sur Io. C’est parce qu’Io est le corps avec la plus forte activité volcanique dans le système solaire. Comme l’orbite d’Io est de forme elliptique, la gravité de Jupiter crée des marées sur Io comme celles que nous avons dans nos océans. Mais les marées d’Io sont beaucoup plus impressionnantes. Les vagues font 100 mètres de haut et elles sont faites de matériaux solides. Ces mouvements de matériaux sont la raison pourquoi il y a tant de volcans sur Io.

Io
Vue en haute résolution d’Io (Source : NASA).

Ganymède

Ganymède est la plus grosse lune du système solaire. Elle est même plus grosse que la planète Mercure! Tout comme la Terre, elle possède un noyau de fer qui crée un champ magnétique. C’est la seule lune à en avoir un. Ce champ magnétique peut causer des aurores boréales à ses pôles, comme sur la Terre. La surface de Ganymède est recouverte d’une couche de glace d’une épaisseur d’environ 800 km. 

Ganymede
Vue des couleurs naturelles de Ganymède prise par la sonde spatiale Galileo de la NASA (Source : NASA).

Callisto

Callisto est la lune galiléenne la moins bien connue parmi les quatre. Sa surface est recouverte de nombreux cratères très anciens. Ils ont probablement été créés tôt au cours du processus de formation du système solaire.

Moon Callisto
Vue de Callisto prise par la sonde spatiale Galileo de la NASA (Source : NASA).

Europa

 

Europa est une lune où il y a beaucoup d’eau. Les astronomes pensent qu’il pourrait y avoir deux fois plus d’eau que sur la Terre! La surface d’Europa est principalement recouverte de glace. Les astronomes croient que sous cette glace se trouve un océan d’eau sous forme liquide. Et là où il y a de l’eau, il peut y avoir de la vie. 

 

Europa est facile à reconnaître à cause de ses nombreuses fissures ressemblant à des gribouillis qui parcourent sa surface.

Moon Europa
Surface d’Europe (Source : NASA).

Les satellites de Saturne

Comme Jupiter, Saturne possède un nombre important de lunes. À ce jour, elle possède 53 satellites confirmés et 29 autres en attente de confirmation. Les deux qui sont les plus connus sont Titan et Encelade.

Titan

Titan est la deuxième plus grosse lune du système solaire. Elle est juste un peu plus petite que Ganymède. L’air sur Titan est celui qui ressemble le plus à celui de la Terre. C’est aussi le seul autre endroit dans le système solaire où l’on retrouve des rivières, des lacs et des mers. En 2005, la sonde spatiale Huygens a exploré Titan.

Titan taken with infrared camera
Image de Titan prise avec une caméra infrarouge (Source : NASA).

Encelade

Encelade est souvent appelée la lune glacée. C’est la lune la plus blanche, la plus réfléchissante de notre système solaire. Encelade orbite dans les zones les plus denses des anneaux de Saturne. En 2005, la sonde spatiale Cassini a observé des geysers sur sa surface. Des gaz jaillissent de ces geysers et sont propulsés dans l’espace à une vitesse de 400 mètres par seconde! Les scientifiques pensent que ces gaz proviennent d’un océan souterrain situé sous sa coquille de glace. 

Moon Enceladus
Surface blanche et pâle d’Encelade (Source : NASA).

Les satellites d’Uranus

Uranus possède 27 lunes connues. Contrairement aux autres lunes, leurs noms sont tirés de la littérature, nombre d’entre eux provenant de l’œuvre de Shakespeare.

Les satellites de Neptune

Neptune possède 14 lunes connues. Comme la planète, toutes les lunes sont nommées d’après des dieux et des nymphes de l’océan de la mythologie grecque.

Sa plus grosse lune, Triton, a la surface connue la plus froide du système solaire. Comme Titan, Triton possède une atmosphère qui se compose principalement d’azote. La surface de Triton est si froide que l’azote présent est sous forme de glace. Il s’agit de la seule grosse lune dans notre système solaire qui orbite dans la direction opposée de sa planète. Le terme utilisé pour décrire ce phénomène est orbite rétrograde.

Moon Triton
Triton telle que vue lors d’un survol effectué par Voyager 2 en 1989 (Source : NASA).

 

Jusqu’où s’étend le système solaire externe?

La limite extérieure du nuage de Oort définit la limite externe du système solaire. Le système solaire est si grand qu’on ne peut même pas mettre une image sur cette page qui pourrait montrer les distances à l’échelle. Pour se faire une idée, il faut une bille et un désert, comme dans la vidéo ci-dessous. 

Vidéo (2 min 6 s)avec sous-titres an français démontrant la réelle échelle du système solaire de To Scale (2015)

Les autres objets dans le système solaire externe

Bien qu’on se soit concentrés sur les planètes et leurs satellites, il y a beaucoup d’autres objets dans le système solaire externe. Tu peux continuer tes lectures au sujet des astéroïdes et des comètes, des météores, météorites et météoroïdes ainsi que des planètes naines dans nos autres documents d’information.

 

En savoir plus

La Voie lactée

Cet article de Parlons sciences présente notre galaxie et explique comment les scientifiques ont découvert sa forme.

La Space Place de la NASA - Le système solaire

Site Web éducatif pour les élèves du primaire pour découvrir notre système solaire, y compris des expériences et des réponses à des questions courantes au sujet de la science de l’espace.

Neuf planètes - Visite du système solaire

Cet outil interactif permet une exploration autoguidée du système solaire.

Si la lune était seulement un pixel

Un site Web animé qui illustre avec précision l’étendue du système solaire.

Références

NASA. (n.d.). Enceladus - In Depth NASA Science - Solar System Exploration

NASA. (n.d.). Callisto - Overview  NASA Science - Solar System Exploration

NASA. (n.d.). Europa - Overview NASA Science - Solar System Exploration

NASA. (n.d.). Ganymede - In Depth NASA Science - Solar System Exploration

NASA. (n.d.). Io - Overview NASA Science - Solar System Exploration

NASA. (n.d.). Moons of Neptune - Overview NASA Science - Solar System Exploration

NASA. (n.d.). Moons of Uranus - Overview NASA Science - Solar System Exploration

NASA. (n.d.). Our Solar System 

NASA. (n.d.). Outer Solar System.

NASA. (n.d.). Saturn - Overview. NASA Science - Solar System Exploration

Williams, D.R. (2019, October 21). Planetary Factsheet. NASA Space Science Data Coordinated Archive