En parlant du système solaire on fait généralement référence au Soleil entouré de ses 8 planètes (et parfois de Pluton). Ceci est pourtant une vision très réductrice de la chose car même si les planètes sont les objets les plus gros qui entourent le Soleil, ils ne sont pas les seuls.
Planètes & Lunes
Huit planètes (Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune) tournent autour du Soleil. En plus de cela, on confirme l’existence de plus de 220 lunes. Ces corps célestes de taille variable ne gravitent autour d’un astre lui-même gravitant autour du Soleil. 173 d’entre eux gravitent autour de planètes (et notre Lune en fait partie). Les planètes gazeuses comme Jupiter et Saturne en possèdent jusqu’à soixante.
Les autres lunes gravitent autour de planètes naines (Pluton, Cérès…) ou d’astéroïdes.
Notons pour l’anecdote que les lunes du système solaire sont nommées d’après des divinités grecques ou romaines… sauf les lunes d’Uranus, qui portent des nom de personnage de Shakespeare et de Pope, deux auteurs anglais de l’époque de la découverte d’Uranus !
Les astéroïdes
Les astéroïdes sont des débris rocheux qui ne se sont pas accrétés pour former une planète et qui ne sont pas non plus des lunes. Ils sont souvent difforme et de petite taille (inférieur à 1000 km de diamètre). Dans le système solaire, on les trouve majoritairement entre les orbites de Mars et de Jupiter, où ils forment la ceinture principale d’astéroïdes, composée de plus de 520 000 corps confirmés (et certainement des millions d’autres).
Ces blocs rocheux ne se sont pas accrétés pour former une planète à cause de l’influence gravitationnelle de Jupiter qui se trouve dans le voisinage cosmique : Jupiter, du fait de sa masse très importante, déstabilise toute la région, et les astéroïdes sont alors déviés voire éjectés de la ceinture d’astéroïde.
Une partie finissent ailleurs dans le système solaire : certaines se retrouvent sur des orbites elliptiques, croisant celles d’autres planètes. Un astéroïde qui croise l’orbite de la Terre est appelé astéroïde géocroiseur : ils sont sous haute surveillance car une collision avec la Terre n’est pas exclue.
Certains peuvent aussi être capturés par une planète : soit ils s’écrasent dessus, soit ils se mettent en orbite autour (devenant des lunes). C’est le cas d’un petit rocher qui a récemment été découvert et qui constitue, le temps de quelques siècles, une petite seconde lune pour la Terre.
D’autres astéroïdes finissent sur la même orbite qu’une planète. S’ils y restent, c’est généralement sur des points appelés « point de Lagrange », situés de part et d’autre de la planète à un angle de 60° avec le Soleil : ces points de l’orbite sont gravitationnellement stables et les astéroïdes y restent. On les nomme alors des astéroïdes troyens.
Dans le système solaire, la quasi-totalité des astéroïdes troyens se trouvent près de Jupiter, mais la Terre en a également.
Pour les astéroïdes aussi, leur noms constitue un fait amusant.
Il faut savoir que quand quelqu’un découvre quelque chose, c’est à lui de le nommer : ça vaut pour les nouvelles espèces animales, aux recettes de cuisines, en passant par les éléments chimiques et les astres.
En astronomie il y a des règles strictes à respecter pour le nommage des corps, mais pour les astéroïdes, en raison de leur nombre très important, l’union d’astronomie internationale est plus laxiste sur les règles. On trouve dès lors des noms comme Eureka, Monty Python, Mr. Spock, James bond ou encore Wikipédia.
La Ceinture de Kuiper
En plus de la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter, on trouve la Ceinture de Kuiper contenant des débris rocheux. Ces débris se trouvent au delà de l’orbite de Neptune, d’où leur nom d’objets transneptuniens (ou TNO en anglais) et dont l’ex-planète Pluton est un membre important :
Il est question ici de millions de petits corps épars, dont la totalité dépasse de plusieurs dizaines à plusieurs centaine de fois la ceinture d’astéroïdes. La ceinture de Kuiper, bien plus lointaine la ceinture principale, est également bien plus large : elle s’étend de une à deux fois la distance Soleil-Pluton.
Ici, ces corps en présence y sont depuis le début du système solaire. Ils ne se sont pas tous accrétés pour former des planètes. Selon certaines théories, les planètes comme Neptune se sont constitués avec des éléments de la ceinture de Kuiper. La planète aurait ensuite été attiré plus près du Soleil à cause de l’influence gravitationnelle de Jupiter (oui, encore) et de Saturne.
Si les corps de la ceinture principale sont principalement rocheux ou métalliques, dans la ceinture de Kuiper, on suppose qu’ils sont également composés de gaz gelés (méthane, ammoniaque…) et d’importantes quantités d’eau.
Les comètes
Ce sont des astres qui ont une orbite très elliptique autour du Soleil, à tel point qu’ils passent rapidement très près du Soleil pour ensuite s’en éloigner très fortement. Elles sont caractérisées par une « queue » de gaz et poussières qui s’échappent de la comète au fur et à mesure de leur approche du Soleil. Cette queue est extrêmement longue (plusieurs millions de kilomètres) et largement visible depuis la Terre :
Les comètes sont en partie des objets de la ceinture de Kuiper qui ont subi une importante déviation à un moment (dû à un choc ou une attraction d’un autre corps) et qui finissent par se diriger vers le Soleil.
Certaines comètes sont connues depuis longtemps et ont désormais une orbite périodique, comme la très célèbre Comète de Halley, dont on connaît des traces écrites depuis plusieurs millénaires, et qui permit à Halley de valider les lois de gravitation de Newton, en prédisant son retour 40 ans par avance, ce qui au XVIIe siècle faisait grande sensation dans le monde scientifique.
D’autres comètes vont trop près du Soleil et brûlent, comme Ison en 2013. Enfin, certaines finissent capturés par l’incroyable attraction de Jupiter et finissent « mangés » par la géante, comme c’était le cas de la comète Shoemaker-Levy 9, en 1994.
Le choc terminal
Ce nom à la sonorité infernale désigne une onde de choc à la limite du système solaire.
Le Soleil émet un vent solaire continu, composé de particules diverses, principalement des noyaux d’hydrogène. Plus ce vent s’éloigne du Soleil, moins il est fort. Il arrive un moment où le vent solaire s’équilibre avec le vent interstellaire de particules en provenance d’ailleurs dans la galaxie.
À cet endroit, le vent solaire est arrêté (d’où le nom de « héliopause », « pause » signifiant l’arrêt). Les particules sont freinées, s’accumulent à cet endroit, s’échauffent et provoquent une onde de choc, appelé « choc terminal ».
Au delà de l’héliopause, le vent Solaire ne nous protège plus des vents galactiques et des particules à haute énergie émises par les supernovas et autres phénomènes cosmiques. La Sonde Voyager 2, en 2012, a traversé cette région située à environ 80 à 100 UA, détectant un pic de particules cosmiques puis une croissance importante de la quantité de ces particules.
Les nuages de Hills et d’Oort
L’autre source possible pour des comètes sont des nuages de rochers encore plus lointains, plus grands et plus massifs. Le Nuage d’Oort est un nuage de roche situé entre 300~3000 et 20 000~30 000 fois la distance Terre-Soleil de notre étoile et même au delà de 100 000 fois la distance Terre-Soleil. Contrairement au plan de l’écliptique, qui contient les planètes, les astéroïdes et dans lequel on peut également inclure la ceinture de Kuiper, le Nuage d’Oort est sphérique, centré sur le Soleil.
Le nuage de Hills, parfois appelé « nuage d’Oort interne » est la partie du nuage d’Oort la plus proche du Soleil et qui s’est placé sur le plan de l’écliptique.
Ces deux nuages contiennent des milliards de corps rocheux. Leur nombre extrêmement important ne signifie pourtant pas que le nuage est dense : la sphère qui les contient est tellement grande (jusqu’à une ou deux année-lumière de rayon) que chaque corps reste éloigné des autres de millions de kilomètres.
Le nuage d’Oort marque la limite de l’influence gravitationnelle du Soleil sur les petits corps épars. La force de gravitation se fait sur une distance infinie, mais il arrive un moment où elle est tellement faible qu’elle est dépassée par d’autres interactions.
Et la ceinture de Van Allen ?
On rencontre parfois le nom de ceinture de Van Allen dans la littérature d’astrophysique.
Cette entité n’a rien avoir avec la ceinture de Kuiper ou la ceinture d’astéroïdes, n’étant en rien une ceinture de rochers autour du Soleil.
La ceinture de Van Allen représente un tore de particules chargées qui sont piégées dans la magnétosphères de la Terre, au niveau de l’équateur magnétique, entre 700 et quelques milliers de kilomètres d’altitude (la station ISS se trouve sous cette ceinture). L’interaction des particules qui s’y trouvent avec l’atmosphère et les vents solaires est responsable des aurores polaires.
