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Mouvement planétaire en 2021, selon l’astrologie

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Si vous n’avez jamais vu l’une des planètes extérieures du système solaire briller dans le ciel nocturne, 2021 est l’année pour vous procurer un petit télescope. Voici pourquoi:

Trois planètes atteindront «l’opposition» (lorsque la Terre passera entre elle et le Soleil) et brilleront de manière extra-brillante: Mars, Saturne et Jupiter C’est une «année de Vénus» puisque la planète intérieure est un objet brillant à l’ouest après le coucher du soleil pendant la majeure partie du premier semestre de 2021.

Par conséquent, elle sera souvent vue près d’un croissant de lune dans le ciel après le coucher du soleil. L’accent sera mis sur Mars lors du lancement de quatre vaisseaux spatiaux cet été.

Il y aura une rare «grande conjonction» de Jupiter et de Saturne lorsque les deux planètes apparaîtront à seulement 0,06 ° l’une de l’autre. C’est un événement tous les 20 ans.

Pourquoi 2021 est «l’année de Mars»

C’est une année particulièrement importante pour Mars, qui oscille près de la Terre en 2020, ouvrant ainsi une fenêtre de lancement semestrielle. Si la NASA, l’ESA / Roscosmos, la CNSA de Chine et les Émirats arabes unis manquent leurs lancements prévus de vaisseaux spatiaux vers Mars cet été – alors que le voyage est relativement court – ils devront attendre 2022 et la prochaine «année de Mars».


Voici votre calendrier d’observation de la planète pour 2021

16 février-10 mars – Mercure rétrograde: la planète intérieure semblera se déplacer «en arrière» pendant quelques semaines, bien qu’il ne s’agisse que d’une illusion de ligne de vue causée par la mécanique orbitale normale.

C’est le premier de trois de ces «événements» en 2021 (même si seuls les astrologues seront enthousiasmés par celui-ci). 18 et 19 février – un croissant de lune occultera Mars, puis Jupiter, vus d’Amérique du Nord, juste après le coucher du soleil.

27 février – Vénus brillera de mille feux à côté d’un croissant de lune après le coucher du soleil. 30 et 31 mars – Mars, Jupiter et Saturne apparaissent rapprochés avant l’aube dans un joli regroupement planétaire. 24 mars – le «plus grand allongement» de Vénus: c’est le plus élevé du ciel nocturne que Vénus obtiendra en 2021.

14 juillet – Jupiter atteint l’opposition: la planète géante sera la plus brillante et la meilleure de 2021.

17 juillet – La mission Mars de la NASA vers Mars devrait être lancée depuis le complexe de lancement spatial 41 de la station de l’armée de l’air de Cap Canaveral et atterrir dans le cratère Jezero sur Mars le 18 février 2021.
18 juin-12 juillet – Mercure rétrograde pour la deuxième fois en 2021.
20 juillet – Saturne atteint l’opposition: la planète aux anneaux sera la plus brillante et la meilleure pour toute l’année 2021.

23 juillet : lancement de la mission chinoise Huoxing-1 (HX-1) sur Mars depuis Hainan, Chine.
26 juillet: lancement de la mission ExoMars de l’ESA et de Roscosmos sur Mars depuis Baïkonour, Kazakhstan (atterrissage le 19 mars 2021)
Le mois de juillet verra également le lancement de la mission Hope Mars des Émirats arabes unis (EAU), la première mission scientifique planétaire d’un pays arabo-islamique.
13 octobre – Mars à l’opposition: la planète rouge sera la plus brillante et la meilleure de 2021, et la meilleure depuis 2003.
14 octobre – 3 novembre – Mercure rétrograde pour la troisième fois en 2021.
21 décembre – Une «grande conjonction» de Jupiter et de Saturne: à la date exacte du solstice d’hiver, les deux planètes n’apparaîtront qu’à 0,06 ° l’une de l’autre juste après le coucher du soleil. Cela ne s’est pas produit depuis l’an 2000 et ne se reproduira pas avant 2040.

Horoscope 2021

Citations du site Horoscope-Annuel.com, l’année clé 2021marque le début d’une nouvelle ère! C’est le début d’un nouveau cycle de développement de 20 ans, qui durera jusqu’en 2040.

Une réinitialisation totale en 2021 pour tous les systèmes sociaux, économiques et politiques.

Le 26 décembre 2019, une éclipse solaire annulaire totale a eu lieu en Capricorne. Cette éclipse solaire était conjointe au grand bienfaiteur Jupiter en Capricorne. Cette énergie terrestre libératrice de Jupiter en Capricorne était le moteur planétaire sous la conjonction terrestre de Saturne et de Pluton en Capricorne le 12 janvier 20210.

Numérologique, l’année 2021 magique et intense est liée au numéro quatre.
Le numéro quatre montre la construction d’une base économique et sociale solide pour l’avenir.

La période allant jusqu’à 2021 est la période la plus fascinante et la plus transformatrice que l’humanité ait connue. Les structures anciennes et défaillantes s’effondrent de plus en plus pour faire place à de nouvelles structures sociales.

Du début à la fin de 2021, des événements majeurs se déroulent sous l’influence de grands cycles astrologiques qui donneront le ton pour de nombreuses années à venir.

Le 12 janvier 2021, Saturne et Pluton forment une conjonction exacte à 22 ° en Capricorne.
À la naissance de la conjonction de Saturne et de Pluton en Capricorne, les structures se renouvellent et se restructurent.

Le monde ne sera plus jamais le même après cette fusion planétaire et sera appelé les années avant et après 2021.

La dernière fois que Saturne et Pluton ont formé une conjonction exacte exactement au même degré en Capricorne, c’était il y a 500 ans, en 1517, ce qui a montré le début de la Réforme, l’iconoclasme en 1566 et la guerre de 80 ans entre l’Espagne et les Pays-Bas. Uranus a également voyagé à travers le Taureau au cours de cette même période. À cette époque, cette conjonction historique de Saturne et de Pluton en Capricorne peut conduire à une réforme de l’Union européenne, de l’Église ou à une récession mondiale au lendemain de la crise économique de 2008.

Le 10 janvier, l’année 2021 débute avec une puissante éclipse lunaire totale en Cancer conjuguée au Soleil, à Mercure et à l’astéroïde Cérès. Sous l’influence de la conjonction historique entre Saturne et Pluton en Capricorne, il n’y a pas d’autre moyen que quelque chose de spécial soit sur le point de se produire. Cette éclipse lunaire concerne initialement la Grande-Bretagne, comme un événement émotionnel majeur qui affecte la gouvernance du pays, le Brexit ou la maison de Windsor.

A partir de février 2021, le sextile entre Jupiter en Capricorne et Neptune en Poissons apportera inspiration et prospérité au signe zodiacal Taureau, Cancer, Vierge, Scorpion, Capricorne et Poissons. Jupiter en Capricorne montre une restructuration à grande échelle de la réglementation, mais aussi des changements profonds en ce qui concerne le monde des affaires, les gouvernements et les monarchies.

Uranus restera en Taureau en 2021 et Neptune restera également en Poissons. Les deux planètes forment une connexion positive avec le Capricorne, donc 2021 est colorée par des solutions innovantes et intuitives. Les anciens systèmes existants de gouvernement, d’économie, de santé et d’éducation s’effondrent et seront entièrement redéfinis.
Uranus en Taureau conduit à des changements et des innovations sur le plan économique et financier.


Le système bancaire tel que nous le connaissons sera révolutionné avec de nouveaux modes de paiement et des solutions innovantes qui dureront de nombreuses années.


Plus tard, toute l’année 2022 (avec moins d’influence également en 2021 et 2023) sera très importante pour les États-Unis. Au moment où Uranus entre en Gémeaux au début du mois de juillet 2025, l’ancien système bancaire mondial, les structures religieuses et les structures et régimes de pouvoir des entreprises et des politiques auront complètement disparu.

La conjonction Saturne-Pluton en Capricorne marque le début d’un cycle de 33 ans qui reconstruira et restructurera complètement le monde des affaires, de la politique, du pouvoir et de l’autorité.
La collaboration planétaire avec Jupiter en Capricorne renforce cet événement planétaire rare.

La conjonction exacte Saturne / Pluton à 22 ° dans le signe cardinal du Capricorne du 12 janvier est une conjonction historique et cet événement rare apporte des changements sociaux, économiques et politiques majeurs. Par conséquent, la deuxième semaine de janvier peut être très tendue.
Individuellement, il y a des changements majeurs en particulier pour ceux nés en 1982 et 1983 et 1947 et 1948 avec une conjonction Saturne Pluton dans le thème natal. Ce cycle reflète un rituel de transition des anciennes structures de pouvoir dans le monde.

Il s’agit d’intégrité par rapport à la cupidité et à la corruption. Tôt ou tard, ce cycle révèle les effets karmiques de la corruption dans le monde financier. L’influence de la conjonction entre Saturne et Pluton est d’actualité depuis 2018 et dure jusqu’en 2021.

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Lune en Poissons 2021

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Votre signe lunaire décrit vos énergies instinctives ou émotionnelles, vos réactions innées et les choses dont vous avez besoin pour vous sentir à l’aise ou en sécurité. Il peut révéler votre maquillage émotionnel, génétique et intuitif.

Alors que le signe solaire décrit les qualités que vous apprenez à développer et à devenir, votre Lune en Poissons décrit qui vous êtes déjà.

Lorsque la Lune se trouve dans les Poissons, les émotions sont susceptibles d’être prononcées. Les Poissons sont le signe final du Zodiaque et ont beaucoup à voir avec la sensibilité – à soi-même, aux autres personnes et aux forces mystérieuses et invisibles qui façonnent notre monde.

Avec la Lune en Poissons, vous êtes probablement un individu très impressionnable – fortement influencé par les aspects compatissants, créatifs, imaginatifs, romantiques et idéalistes de la vie.

Sur un plan instinctif, vous pouvez avoir une affinité naturelle pour l’abstrait ou l’intuitif. Cette affinité peut être une bénédiction ou une malédiction. Vous serez probablement en mesure de ressentir les niveaux de vie cachés ou énergétiques, imprégnant des atmosphères comme si vous étiez une éponge. Vos sentiments envers les gens et les situations sont susceptibles d’être immédiats, précis et intenses.

Comprendre que vos sentiments fournissent des informations précieuses, mais peuvent parfois vous induire en erreur, signifie que vous devrez apprendre à reconnaître la différence entre une réponse intuitive à quelque chose et une réaction émotionnelle basée sur votre réponse à tout ce qui se passe.

Né avec une imagination débordante

Votre imagination est susceptible d’être très forte. Vous pouvez trouver toutes sortes de nuances dans de nombreuses expériences de vie. Vous êtes susceptible de répondre à toutes sortes de stimuli visuels et émotionnels, qui vous envoient dans les nombreux mondes de votre imagination. Ici vous pouvez trouver des loisirs et des sorties. Que vous préfériez vous évader dans un monde confortable de vos propres rêveries ou vous plonger dans l’art, tout ce qui fonctionne pour activer votre imagination ressemble à un retour à la maison et vous permet de nourrir votre âme.

C’est un grand avantage si vous transformez vos talents en quelque chose de créatif. Le plus souvent, l’énergie des Poissons s’exprime à travers des formes d’art abstrait, donc tout ce qui touche à la musique, au cinéma, à la photographie, à la danse, au théâtre, à la poésie ou à la peinture peut plaire. Même si vous ne pratiquez pas en tant qu’artiste, vous êtes susceptible d’être fortement en phase avec certaines formes d’art. Parce que ce signe est très créatif, une opportunité attend ceux d’entre vous qui trouvent un débouché pour vos imaginations vives.

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Qualités psychiques

Vous pouvez également être très intuitif, possédant des capacités psychiques innées si d’autres facteurs du graphique sont également présents. Vous avez peut-être eu un sens puissant de la connaissance dès le plus jeune âge, vécu des rêves prophétiques ou peut-être grandi dans un environnement où les femmes en particulier étaient connues pour leurs capacités psychiques ou curatives. Comprendre comment fonctionne votre «sixième sens» est votre droit naturel de naissance, et vous pouvez facilement le développer si vous lui donnez le temps et le respect qu’il mérite.

Les Poissons sont un signe de mystère, et l’humanité n’est pas encore à un stade d’évolution pour comprendre tout ce que la Vie a à offrir. Nous ne comprenons pas pleinement notre intuition, nous ne comprenons pas non plus toutes les dimensions qui existent au sein de notre Univers. En conséquence, vous pouvez avoir une curiosité naturelle au sujet des forces subtiles qui façonnent nos vies, ce qui dépasse ce que les autres comprennent.

Votre conscience instinctive qu’il y a plus que le «ici et maintenant» vous donne une acceptation innée de choses qui ne peuvent pas être immédiatement expliquées.

Le grand problème auquel est confronté l'homme moderne est que les moyens par lesquels nous vivons ont distancé les fins spirituelles pour lesquelles nous vivons. - Dr Martin Luther King, Lune en Poissons

Ce signe est celui de la recherche spirituelle. Vous pouvez avoir une relation profonde et personnelle avec votre propre expérience du Divin. Cela ne signifie pas que vous êtes religieux et que vous ne pouvez pas suivre une foi particulière. Mais vous vous sentirez probablement en contact avec quelque chose de plus grand que vous-même, et à votre manière, vous chercherez à vivre cette expérience. Comme mentionné, les Poissons sont un signe d’une grande sensibilité. Votre vie sera dirigée par le sentiment, et par le sentiment peut-être d’une «main» invisible qui le guidera.

Voir les choses telles qu’elles sont vraiment

L’amour et la relation peuvent être un domaine de la vie où vous passez par de nombreuses leçons. Les Poissons sont un signe très romantique. Vous pouvez avoir tendance à entrer en relation ou à vivre de nouvelles expériences avec des lunettes roses. Mettre les autres sur un piédestal signifie invariablement qu’ils doivent «tomber». Pourtant, vous avez la capacité d’une forme rare d’amour, basée sur l’acceptation inconditionnelle des autres pour ce qu’ils sont.

Parfois, vous ressentez une sorte d’amour exalté qui vous apportera une expérience de véritable union avec un autre. À d’autres moments, vous devrez peut-être vous réveiller face à des réalités difficiles, voir les autres pour ce qu’ils sont, et non pour qui vous aimeriez qu’ils soient. Avec la Lune ici, vous devez être en relation avec d’autres qui respectent votre sensibilité. Pour que cela se produise, vous devez d’abord le respecter en vous-même.

Le plus souvent, les femmes avec la Lune en Poissons ont un temps plus facile, car les femmes sont autorisées à explorer et à développer leurs côtés sensibles. Pour les hommes, ce placement peut être plus difficile. Beaucoup d’hommes apprennent dès le plus jeune âge à réprimer leur vie émotionnelle, conduisant à des schémas de peur et d’abnégation dans la vie plus tard, où la tentative de fermer et de nier leur côté intuitif.

Parfois, les hommes nés avec la Lune en Poissons craignent leurs sensibilités naturelles. Ils réagissent mal à l’idée de «quoi que ce soit d’autre», car cela signifierait s’ouvrir à des parties d’eux-mêmes longtemps enfermées.

C’est pourquoi je déteste prendre le crédit pour les chansons que j’ai écrites. Je sens que quelque part, quelque part, cela a été fait et je suis juste un coursier qui le met au monde. Je le crois vraiment. J'aime ce que je fais. Je suis content de ce que je fais. C'est de l'évasion - Michael Jackson, Moon in Pisces

Le désir d’évasion

Le signe des Poissons porte en lui une envie innée de s’échapper – de laisser derrière lui les aspects banals de la vie. En conséquence, vous pouvez constater que vous avez besoin de vous retirer périodiquement des exigences de la vie, en prenant le temps de reconstituer votre système émotionnel très sensible. Si vous ne savez pas quand le moment du retrait est venu, vous pourriez vous retrouver incapable de faire face aux exigences de la vie. Le retrait ou l’évasion est une partie importante de l’expérience Piscean. Que vous le fassiez consciemment ou inconsciemment dépendra entièrement de vous.

Une manifestation consciente de ce désir d’évasion pourrait impliquer de prendre le temps d’être seul, de se retirer du monde pour la contemplation, la méditation, la purification et le renouvellement. Passer du temps au bord de l’eau ou dans la nature est particulièrement apaisant. Les environnements naturels aident à libérer les influences émotionnelles et psychologiques que vous avez absorbées des autres et à traiter les expériences nécessaires à votre croissance.

Comme les Poissons sont un signe de compassion, vous pouvez également expérimenter le renouvellement de soi par des actes de bonté envers les autres, offrant consciemment votre nature compatissante dans des actes de service désintéressés envers les autres. L’astuce ici sera d’apprendre à ne pas prendre plus que votre juste part. Donner de soi-même est une réponse naturelle, mais vous devrez peut-être apprendre quand cela suffit. Parfois, ceux qui sont nés avec la Lune en Poissons doivent reconnaître les limites, afin que leurs qualités généreuses et compatissantes ne soient pas mises à profit.

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ROTATIONS – REVOLUTIONS DES PLANETES ET DU SOLEIL

Rappels

On désigne par :ROTATIONle mouvement d’un corps tournant autour d’un axe qui le traverse.
On désigne par :REVOLUTIONle mouvement d’un corps tournant autour d’un astre.

Rotations des planètes

Les planètes de notre système solaire, exceptées Vénus et Pluton (cette dernière n’est plus une planète) tournent sur elles-mêmes dans le même sens prograde ou direct (sens inverse des aiguilles d’une montre, le plus fréquemment rencontré dans le système solaire) lorsqu’on les regarde par leur pôle Nord, c’est-à-dire lorsqu’on a une vue de dessus du plan de l’écliptique. Les deux planètes atypiques sont Vénus qui tourne “à l’envers” (sens rétrograde ou sens des aiguilles d’une montre) et Uranus dont l’axe de rotation est couché dans le plan de l’écliptique. Il en est de même de tous les satellites majeurs (diamètre > 400 km) du système solaire qui tournent autour de leur planète et sur eux-mêmes dans ce même sens prograde, sauf Triton, qui tourne “à l’envers” autour de Neptune. Ce sens prograde de rotation des planètes sur elles-mêmes est le même que le sens de révolution des planètes autour du soleil, et est le même que le sens de rotation du soleil sur lui même.

Rotations

Révolutions des planètes

Les planètes tournent toutes autour du soleil dans le même sens.
C’est le même sens de rotation de la terre sur elle même : le sens inverse des aiguilles d’une montre.

Tableau des durées de rotation et révolution des planètes

Durées des rotations et révolutions des planètes
 MercureVénusTerreMarsJupiterSaturneUranusNeptunePluton
Rotation
Rotation
58,65
jours

243,01
jours
(rétrograde)
23,934
heures
24,630
heures
9,841
heures
10,233
heures

17,9
heures
(rétrograde)
19,2
heures

6,387
jours
(rétrograde)
Révolution
Révolution
87,969
jours
224,701
jours
365,256
jours
686,980
jours
4 332,6
jours
10 759,2
jours
30 688,4
jours
60 181,3
jours
90 469,7
jours
Les rotations et révolutions sont les périodes sidérales données en heures ou jours terrestres.
Rétrograde : sens des aiguilles d’une montre.
Rappel : Pluton n’est plus une planète.

Rotation et révolution du Soleil

Rotation
Le Soleil étant un astre fluide, la période de rotation est différente selon la latitude. Elle est de 37 jours aux pôles et de 25,4 jours à l’équateur.

Révolution
Comme toutes les étoiles, le Soleil bouge. Il tourne autour du centre de la Galaxie à 250 km par seconde… et nous avec.
Il faut 250 millions d’années au Soleil pour effectuer un tour complet du centre de la Galaxie.

PLUTON

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SymboleSymbole Pluton
Découvreur / Date de découverteC. W. Tombaugh / 18 février 1930
Rayon(équatorial)1 150 km (0.18 Terre)
Masse1,314 ± 0,018×1022 kg
Période de rotation (jour sidéral)– 6,387 jours (sens rétrograde)
Période de révolution90 613,31 jours ( 248 ans 31 jours)
Aphélie7 375 927 931 km (49,31 ua)
Périhélie4 436 824 613 km (29,66 ua)
Température moyenne (surface)44°K = – 229°C
Satellites connus4 : Charon – Hydra – Nix – P4

Historiquement, Pluton est la neuvième et dernière planète du système solaire, découverte par hasard en 1930.

Mais, l’Union Astronomique Internationale a décidé le jeudi 24 août 2006, que Pluton ne serait plus considérée comme une planète du Système Solaire.

Le suspense aura duré jusqu’au bout, mais le sort de Pluton est désormais scellé. Le comité d’experts mandaté par l’Union astronomique internationale avait proposé de conserver son statut et d’enrichir par la même occasion notre Système Solaire de trois nouvelles planètes – Charon, Cérès et Xena – mais l’assemblée générale réunie à Prague en a décidé autrement. A partir d’aujourd’hui, le Système Solaire ne compte plus que huit planètes. Au revoir Pluton !

Désormais, Pluton n’est plus considérée comme une planète du Système Solaire

Huit ou douze planètes ?

On a cru un instant que notre Système Solaire allait compter trois planètes supplémentaires. En effet, le comité d’experts présidé par l’astronome Owen Gingerich (université de Harvard) avait proposé une nouvelle définition du mot planète faisant la part belle à la gravité… et à Pluton. Selon eux, pour faire partie du cercle très fermé des planètes, un objet céleste devait être en orbite autour d’une étoile, sans toutefois être une étoile, et être suffisamment massif pour que l’effet de sa propre gravité lui confère une enveloppe sphérique. Soumise au vote de la 26ème assemblée générale de l’Union astronomique internationale, cette définition devait voir la confirmation du statut de Pluton et l’intronisation de Charon, Cérès et Xena (2003 UB313).

Pluton rétrogradé

Hélas pour Pluton, la proposition du comité a été rejetée par 70% des 2.500 participants et amendée. A l’heure du vote de cet après-midi, quatre résolutions étaient présentes. La résolution 5A définissait une planète comme un objet :

* En orbite autour d'une étoile, sans toutefois être une étoile ;
* Suffisamment massif pour que l'effet de sa propre gravité lui confère une enveloppe sphérique ;
* Dominant son environnement et ayant « dégagé le voisinage autour de son orbite » - ce qui n'est pas le cas de Pluton.

La résolution 6A définissait d’autre part les notions de “planètes classiques”, de “planètes naines” (les objets correspondant aux deux premiers critères mais non au troisième, et n’étant pas des satellites), et de “petits corps du Système Solaire” (pour les objets ne rentrant pas dans les deux premières catégories).

A l’issue d’un vote à mains levées, la définition de la résolution 5A a été adoptée, ainsi que la résolution 6A. Pluton ne correspondant pas à ses critères, elle a été rétrogradée au statut de planète naine.

Notre Système Solaire ne compte donc plus que huit planètes : Mercure, Venus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Après les avoir occupés pendant des dizaines d’années, Pluton va donc disparaître de nos manuels scolaires…

Il faudra désormais également classer les objets du Système Solaire en trois catégories : les planètes, les planètes naines et les petits corps du Système Solaire. Les premiers inscrits de la classe “planètes naines” étant Pluton, Cérès et 2003 UB313 (Xena).

Nouveau et quatrième satellite naturel

Découvert par le télescope spatial Hubble le 20 juillet 2011, le quatrième satellite naturel de pluton est désigné provisoirement : S/2011 (134340) 1 (également nommé S/2011 P 1 ou simplement P4)
Il mesurerait entre 14 et 40 km de diamètre, ce qui en ferait le plus petit satellite naturel connu de Pluton.

Le demi-grand axe de l’orbite de Pluton vaut 39,5 unités astronomiques, soit presque 6 milliards de kilomètres, ou encore 5 h 30 à la vitesse de la lumière. Cette orbite se distingue par sa résonance avec celle de Neptune (Pluton décrit deux fois son orbite pendant que Neptune en décrit trois). Elle est parcourue en 247,9 ans, soit exactement une fois et demie la période sidérale de Neptune. De plus, elle présente les plus fortes valeurs d’ellipticité (excentricité de 0,246) et d’inclinaison sur l’écliptique (17°2) parmi les orbites planétaires. Toutes ces particularités, auxquelles on peut ajouter la faible masse du système (de l’ordre seulement du sixième de la masse de la Lune), conduisent à remettre en cause son statut de planète.

Pluton serait le plus gros représentant connu de la ceinture de Kuiper, zone orbitant au-delà des planètes géantes et comprenant des objets de taille diverse, mise en évidence dans les années 1990.

Plusieurs des paramètres physiques de Pluton restent mal connus, car, contrairement aux huit autres planètes, aucune sonde spatiale n’a survolé cet objet. En fait, la résonance de Pluton avec Neptune a empêché la sonde interplanétaire Voyager 2 de terminer son grand tour via Pluton.

Si, grâce à la troisième loi de Kepler, la masse du système double Pluton-Charon est précisément déterminée, celle de Pluton reste floue, de l’ordre de 1,3×1022 kg, pour un rayon de 1 170 ± 12 km.

La température agrave; la surface de Pluton est estimée à 44 K (- 229 °C). Dans de telles conditions, la plupart des éléments apparaissent à l’état condensé. L’atmosphère, probablement un mélange d’azote, de méthane et de monoxyde de carbone, ne peut être qu’extrêmement ténue, avec une pression de surface de l’ordre du microbar (c’est-à-dire un millionième de la pression à la surface de la Terre). Il se pourrait que cette atmosphère n’existe que lorsque Pluton est au voisinage de son périhélie, comme entre 1979 et 1999, Pluton étant alors moins distante du Soleil que Neptune. La composition de la structure interne de Pluton demeure inconnue. Sa densité moyenne, de l’ordre de 2, suggère un mélange de roches et de glaces d’eau dans un rapport de 1 à 4. Les images du télescope spatial Hubble révèlent que Pluton présente de très fortes variations d’albédo, reflétant peut-être le contraste entre des surfaces réfléchissantes de glaces d’azote et d’autres très sombres de matériaux organiques.

Le couple Pluton-Charon

Pluton-Charon forme un couple très serré : la distance moyenne entre les deux objets est de seulement 19 640 km, soit moins de 17 rayons plutoniens. La masse de Charon représente entre 0,08 et 0,16 fois celle de Pluton ; son rayon est estimé entre 590 et 630 km. Fait unique dans le système solaire, les deux composantes sont en rotation synchrone, et présentent donc en permanence la même face. L’orbite du couple est très inclinée sur l’écliptique.

Hydra et Nix

Pluton possède deux autres satellites, qui furent photographiés le 15 mai 2005 lors d’une campagne d’observation du télescope spatial Hubble, temporairement nommés S/2005 P 1 et S/2005 P 2 puis baptisés Hydra et Nix. Ils ont été repérés par une équipe du Southwest Research Institute sur des clichés pris pour préparer la nouvelle mission d’exploration lointaine du système solaire, New Horizons. Leur existence fut confirmée par l’examen de photographies prises par le télescope spatial Hubble et datant du 14 juin 2002.

D’après les premières observations, le demi-grand axe de l’orbite de Nix mesure 49 000 km et celui de l’orbite d’Hydra 65 000 km. Les deux satellites semblent orbiter dans le sens prograde dans le même plan que Charon et sont deux et trois fois plus éloignés que celui-ci, avec une résonance orbitale proche de (mais pas égale à) 4:1 et 6:1.

Les observations se poursuivent pour déterminer les caractéristiques des deux astres. Hydra est parfois plus brillant que Nix, soit parce qu’il est plus grand, soit parce que la luminosité de sa surface varie suivant les zones. Le spectre des satellites est similaire à celui de Charon, ce qui suggère un albédo similaire d’environ 0,35 ; dans ce cas, le diamètre de Nix est estimé à 46 km et celui d’Hydra à 61 km. Une limite supérieure peut être déterminée en supposant un albédo de 0,04 similaire aux objets les plus sombres de la ceinture de Kuiper : 137 ± 11 km pour Nix et 167 ± 10 km pour Hydra. Dans ce cas, la masse des satellites serait 0,3 % de celle de Charon (0,03 % de la masse de Pluton).

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NEPTUNE

SymboleSymbole Neptune
Découvreur / Date de découverteJohann Gottfried G / 23 sept. 1846
Rayon(équatorial)24 961 km (3,883 Terres)
Masse102,43×1024 kg (17,147 Terres)
Période de rotation (jour sidéral)0,671 25 jour (16 h 6,6 min)
Période de révolution60 224,90 jours (164 ans 323 jrs)
Aphélie4 536 874 325 km (30,33 ua)
Périhélie4 459 631 496 km (29,81 ua)
Température moyenne (surface)53°K = – 220°C
Satellites connus13

Planète géante gazeuse du système solaire

L’orbite de Neptune autour du Soleil n’est que faiblement elliptique (excentricité de 0,009), parcourue en 164 ans et 8 mois. Le demi-grand axe vaut 30,1 unités astronomiques (soit 4,51 milliards de km ; la lumière du Soleil met plus de 4 heures pour parvenir à la planète).

La masse de la planète s’élève à 17,15 masses terrestres (102,43×1024 kg), son rayon équatorial à 24 764 km, le rayon polaire étant aplati de 2,7 %.

Invisible à l’œil nu, la planète Neptune a été identifiée pour la première fois en 1846 par l’astronome Johann Gottfried Galle, observant dans la direction indiquée par les calculs indépendants de John Couch Adams et d’Urbain Le Verrier. Ceux-ci, analysant les perturbations de la trajectoire d’Uranus, les avaient interprétées comme le résultat du champ gravitationnel d’une planète inconnue. La découverte de Neptune confirma leur intuition, quand bien même leurs calculs étaient erronés. La découverte de Neptune dans le ciel, objet invisible à l’œil nu de magnitude 7,7, nécessite des jumelles et la connaissance des éphémérides. On distingue alors seulement un disque pâle de 2,4 secondes d’arc de diamètre, de couleur verdâtre. Seul le télescope spatial Hubble est à même de distinguer des détails sur le disque planétaire.

L’atmosphère et la structure interne

L’essentiel de nos informations sur Neptune provient de la sonde Voyager 2, qui a survolé la planète en août 1989. Cette sonde a révélé l’existence de nombreuses structures atmosphériques, dont la grande tache sombre, ainsi que la présence de vents rapides (300 m/s). Elle a mesuré la période de rotation propre, égale à 16 h 7 min. La planète présente une couleur bleu profond, due au méthane, qui absorbe la composante rouge de la lumière incidente solaire. Les observations du télescope spatial Hubble ont révélé la disparition de la grande tache en 1994, puis la réapparition d’une autre, équivalente, dans l’hémisphère Sud. La présence de nombreux motifs atmosphériques dénote une enveloppe fluide bien plus agitée que celle d’Uranus. Cela est à relier au fait que, comme Jupiter et Saturne, Neptune rayonne plus d’énergie que le Soleil n’en envoie. Cette énergie résulte de la lente contraction de la planète : le mécanisme de Kelvin-Helmholtz convertit l’énergie gravitationnelle en chaleur. La température de brillance de la planète, 56 kelvins, est alors égale à celle d’Uranus, malgré un ensoleillement 2,5 fois moindre.

Comme les autres planètes géantes, Neptune résulterait de l’effondrement d’une atmosphère fluide d’hydrogène et d’hélium autour d’un noyau dense. Ce noyau serait constitué de quelques masses terrestres de roches, surmonté d’une gangue de glaces et d’une enveloppe fluide d’hydrogène moléculaire et d’hélium principalement. Dans l’état actuel des connaissances, il est impossible de déterminer si les composantes de glaces et de roches sont effectivement distinctes ou mélangées. Par rapport à Jupiter et à Saturne, l’atmosphère est de bien moindre importance et n’occuperait que 30 % du rayon. Contrairement au champ magnétique de la plupart des objets du système solaire, celui de Neptune possède une structure complexe qui n’est pas dipolaire ; sa source serait située non pas dans le noyau planétaire mais dans des couches plus superficielles.

Les satellites et les anneaux

Neptune, à l’instar des autres planètes géantes, est accompagnée d’un cortège de satellites. Jusqu’à la sonde Voyager, seuls Triton et Néréide étaient connus, leurs diamètres étant respectivement de 2 700 et de 340 km. Six autres satellites ont été clairement identifiés par la sonde. L’orbite de Néréide se distingue par son excentricité de 0,75, la plus forte parmi les corps majeurs du système solaire.

Triton présente plusieurs particularités. Il s’agit du seul parmi les gros satellites du système solaire à avoir une orbite rétrograde (c’est-à-dire une orbite opposée aux autres orbites du système solaire). Il n’a pas pu se former dans cette configuration autour de Neptune. Comme, de plus, son axe de rotation est incliné de 157° par rapport à celui de Neptune, on pense qu’il a été capturé par la planète. Il pourrait s’agir initialement d’un des plus gros objets de la ceinture de Kuiper. Il présente une surface jeune, car très peu cratérisée, avec des volcans de glaces. Il compte parmi les rares corps du système solaire au volcanisme actuellement actif, avec la Terre, Vénus et Io (satellite de Jupiter). Ce volcanisme semble d’un type particulier : les éruptions de matériaux volatils (azote, méthane) seraient dues non pas à une activité interne, mais au réchauffement saisonnier du Soleil.

La sonde Voyager a levé le doute sur les anneaux de Neptune. Depuis la Terre, ils ne peuvent être vus qu’indirectement, uniquement lorsqu’ils occultent une étoile. Leur existence n’a été admise qu’en 1986, diverses observations concordant pour montrer qu’ils n’apparaissaient que sous forme d’arcs incomplets. Voyager a confirmé que les anneaux de Neptune présentent la particularité d’être très inhomogènes en longitude, et que seules trois composantes plus épaisses sont visibles depuis la Terre.

Les anneaux, au nombre de quatre, orbitent entre 1,7 et 2,5 rayons planétaires. De même que tous les anneaux dans le système solaire, ils sont extrêmement minces ; comme ceux de Jupiter et d’Uranus, ils contiennent très peu de matière.

URANUS

SymboleSymbole Uranus
Découvreur / Date de découverteWilliam Herschel / 13 mars 1781
Rayon(équatorial)25 656 km (4,007 Terres)
Masse8,6832×1025kg (14,536 Terres)
Période de rotation (jour sidéral)– 0,718 jour (sens rétrograde)
Période de révolution30 708,16 jours (84 ans 27 jours)
Aphélie3 004 419 704 km (20,08 ua)
Périhélie2 748 938 461 km (18,38 ua)
Température moyenne (surface)68°K = – 205°C
Satellites connus27

Planète géante gazeuse du système solaire

La planète Uranus met 84 ans pour parcourir son orbite autour du Soleil, faiblement elliptique (excentricité de 0,046) et peu inclinée sur l’écliptique (0,77o). Le demi-grand axe vaut 19,2 unités astronomiques, soit 2,87 milliards de kilomètres.

Globalement, Uranus s’apparente à Neptune, moins massive mais légèrement plus grande : la masse de la planète vaut 14,5 masses terrestres (8,68×1025 kg), son rayon équatorial 25 559 km, le rayon polaire étant aplati de 2,3 %.

Uranus a été découverte par hasard par l’astronome anglais William Herschel le 13 mars 1781. La magnitude de – 5,5 place Uranus à la limite de ce que peut détecter l’œil humain par une très belle nuit. Un petit télescope est nécessaire pour distinguer le disque planétaire, verdâtre, de moins de 4” de diamètre.

Depuis les observations menées en janvier 1986 par Voyager 2, unique sonde à avoir survolé la planète, seul le télescope spatial Hubble en orbite autour de la Terre est à même de distinguer des détails sur le disque planétaire.

Une planète géante atypique

La rotation propre de la planète est atypique : incliné à 97,9°, l’axe de rotation s’inscrit presque dans le plan de l’orbite. Comme cet axe garde une direction fixe tout au long de l’année uranienne, les pôles pointent alternativement vers le Soleil, pendant des ” saisons ” de 42 ans. Cette situation résulte du basculement de l’axe de rotation, à l’origine quasi perpendiculaire au plan de l’orbite, sûrement provoqué par l’effet cumulatif des perturbations des paramètres orbitaux d’Uranus par les géantes Jupiter et Saturne. Une collision gigantesque entre Uranus et un corps de la taille de la Terre pourrait aussi expliquer ce phénomène, mais cette dernière hypothèse est moins plausible.

Une autre particularité qui distingue Uranus parmi les planètes géantes est de ne pas rayonner plus d’énergie que le Soleil ne lui en envoie. En fait, Uranus, la moins massive des quatre géantes, s’est refroidie plus rapidement depuis sa formation il y a 4,5 milliards d’années. Il semble que, contrairement à Neptune, aucun mécanisme de transfert d’énergie n’a pris le relais pour évacuer de l’énergie du centre de la planète vers les couches extérieures. Cette absence de source interne entraîne l’absence de mouvements de convection dans l’atmosphère planétaire, et explique l’aspect très lisse des images planétaires.

L’atmosphère d’Uranus est composée essentiellement d’hydrogène (83 %), d’hélium (15 %) et de méthane (2 %). Le rayonnement thermique de la planète correspond à celui d’un corps noir d’une température de 59 K (- 214 °C). Cette température est identique à celle de Neptune, pourtant 1,5 fois plus éloignée du Soleil.

Malgré une insolation aux pôles largement supérieure à celle de l’équateur, la température y est inférieure, sans que l’on comprenne le mécanisme de circulation impliqué dans ce bilan thermique.

Comme pour Neptune, l’atmosphère s’étend sur environ 30 % du rayon planétaire ; elle ne représente donc qu’une petite fraction de la masse totale de la planète, contrairement à Jupiter et à Saturne essentiellement composées d’hydrogène et d’hélium. En fait, Uranus et Neptune s’apparentent aux noyaux des géantes Jupiter et Saturne, composés de glaces d’eau, d’ammoniac et de méthane, ainsi que de roches. On ne sait pas si une gangue de glace entoure le noyau de roches, ou bien si les deux phases sont mélangées. On suppose que la croissance de ces deux planètes les plus externes du système solaire fut limitée lors de la formation du système solaire par la moindre densité de matériau disponible dans les régions périphériques de la nébuleuse primitive. L’axe du champ magnétique d’Uranus est incliné de 60° par rapport à l’axe de rotation. Sa source serait située non pas dans le noyau planétaire mais dans des couches plus superficielles.

Les satellites et les anneaux

Uranus, comme les autres géantes, possède un système d’anneaux ainsi qu’un cortège de satellites. Les anneaux d’Uranus apparaissent très sombres, ne réfléchissant qu’environ 5 % de la lumière solaire, semblables en cela à ceux de Jupiter ; ils sont donc composés essentiellement de poussières. On a dénombré 11 anneaux, tous très fins. La technique d’occultation stellaire a permis la découverte de 9 d’entre eux en 1977, alors que seuls les anneaux de Saturne étaient connus. Les images de Voyager 2 ont révélé les deux composantes les moins brillantes. Les rayons de ces anneaux varient entre 1,6 et 2 rayons planétaires. Leur épaisseur radiale ne dépasse pas 12 km, sauf la composante la plus interne (2 500 km) et la composante la plus externe (100 km). Cette dernière, l’anneau epsilon, apparaît la plus brillante car s’y trouvent en plus des poussières des blocs de glace jusqu’à 10 m de diamètre.

Parmi les cinq satellites majeurs d’Uranus observables depuis la Terre, Miranda se distingue par l’extrême diversité de sa surface. Malgré un diamètre de seulement 484 km, trop petit pour engendrer une activité interne intense, on y trouve tout l’éventail des formations géologiques observées à la surface des satellites : des régions vieilles, très cratérisées, jouxtent des régions plus jeunes traversées par des failles, des plateaux, des falaises, des canyons…

En plus des cinq satellites identifiés depuis la Terre, Voyager 2 a permis la découverte de dix nouveaux satellites, petits et proches de la planète. Parmi eux, Cordelia et Ophelia jouent le rôle de satellites bergers pour les anneaux. On peut remarquer que, contrairement aux autres satellites du système solaire dont les noms sont issus de la mythologie classique, ceux d’Uranus portent des noms provenant des écrits de Shakespeare et de Pope.

SATURNE

SymboleSymbole Saturne
Découvreur / Date de découverteInconnu / Antiquité
Rayon(équatorial)60 268 km (9,4492 Terres)
Masse5,6846×1026 kg (95,152 Terres)
Période de rotation (jour sidéral)0,444 jour (10 h 47 min)
Période de révolution10 757,74 jours (29 ans 165 jours)
Aphélie1 503 983 449 km (10,053508 ua)
Périhélie1 349 467 375 km (9,02063224 ua)
Température moyenne (surface)143°K = – 130°C
Satellites connus62

Planète géante gazeuse du système solaire
Saturne parcourt son orbite, de demi-grand axe 9,54 unités astronomiques (1 ua = 149 597 870 km), en 29,46 ans. Cette orbite est peu inclinée sur l’écliptique (2,5 degrés), faiblement elliptique (excentricité de 0,056).

Saturne au sein du système solaire

Après Jupiter, Saturne est la deuxième des planètes géantes : sa masse atteint 5,68 x1026 kg, soit 95,15 fois la masse de la Terre.

La période de révolution propre est rapide (10 h 47 min) et entraîne un aplatissement aux pôles de presque 10 % : alors que le rayon planétaire équatorial vaut 60 268 km (soit 9,46 rayons terrestres), le rayon polaire est limité à 54 364 km. L’inclinaison de l’axe de rotation est de 25,33 degrés.

À l’œil nu, Saturne apparaît comme un point lumineux de magnitude moyenne 0,5 qui, contrairement aux étoiles, ne scintille pas. L’observation des anneaux nécessite, pour être correcte, l’emploi d’un petit télescope. La finesse des anneaux, les jeux d’ombre – ombre des anneaux sur la planète, ombre de la planète sur les anneaux – concourent à l’un des plus remarquables spectacles du système solaire. La planète ne présente quasiment aucune structure, mis à part des bandes aux couleurs très peu contrastées. En revanche, on remarque sans peine son aplatissement.

Saturne fut visitée à trois reprises, par les sondes interplanétaires Pioneer 11 en 1979, Voyager 1 en 1980 et Voyager 2 en 1981. Bon nombre d’informations sur la planète, sur son système d’anneaux et son cortège de satellites proviennent de ces missions. La sonde Cassini, projet conjoint des agences spatiales américaines et européennes, doit être lancée en 1998, pour arriver sur Saturne en 2004 et y travailler en orbite pendant quatre ans, après avoir largué le module européen Huygens dans l’atmosphère du satellite Titan.

L’atmosphère

Comme Jupiter, Saturne consiste essentiellement en une immense atmosphère, principalement composée d’hydrogène et d’hélium. Il en résulte que Saturne ne possède pas de surface solide.

Par abus de langage, on appelle souvent ” surface ” les régions visibles de l’atmosphère, soit essentiellement la haute troposphère, où sont réfléchis les photons solaires et où se forment les raies spectrales qui caractérisent les éléments minoritaires (ammoniac, méthane, etc.). Le minimum de température, 95 kelvins, est atteint à la tropopause.

Saturne ne possède pas la richesse de motifs troposphériques que présente Jupiter ; toutefois, la présence de très forts vents zonaux parallèles à l’équateur, avec des courants de cisaillement atteignant des vitesses de plus de 200 m/s, occasionne la structure en bandes. De petites structures de type cyclonique et anticyclonique apparaissent sporadiquement.

Tous les 30 ans, à l’approche du solstice d’été, une forte tempête dessine une grande tache blanche proche de l’équateur.

La teneur en hélium, mesurée dans les couches atmosphériques supérieures, est étonnante, car environ quatre fois plus faible que la valeur admise pour la nébuleuse protosolaire. Lors de la formation de la planète, l’abondance en hélium ne pouvait différer de celle de la nébuleuse, car aucun mécanisme ne permet une différenciation entre les gaz hélium et hydrogène. Il faut donc admettre que la concentration en hélium dans la planète est très fortement inhomogène, appauvrie en surface et concentrée vers le centre. Cela se révèle en accord avec les observations qui indiquent que Saturne rayonne 1,8 fois plus d’énergie que le Soleil ne lui en envoie. Contrairement à Jupiter, Saturne n’est pas assez massive pour avoir gardé la mémoire des très fortes températures résultant de sa formation. En revanche, la lente migration de l’hélium vers l’intérieur de la planète apporte le surcroît d’énergie, libérée sous forme d’énergie gravitationnelle, nécessaire pour expliquer le bilan thermique de Saturne.

Le noyau

Lorsque la pression dépasse 2 millions de fois la pression atmosphérique terrestre, à mi-chemin entre la surface et le noyau, l’hydrogène moléculaire se dissocie en hydrogène métallique. Le champ magnétique planétaire est certainement engendré au sein de cette phase métallique. Le noyau planétaire, d’un rayon approximativement égal au dixième du rayon total, est constitué d’éléments denses : glaces de méthane, d’ammoniac et d’eau, roches et métaux. Au centre de la planète, la pression atteint 40 millions de fois la pression atmosphérique terrestre, pour une température d’environ 11 000 kelvins.

Les structures internes de Saturne et de Jupiter sont donc très proches l’une de l’autre. Malgré un contraste de masse supérieur à 3, les rayons de ces deux planètes, composées essentiellement d’hydrogène, sont très semblables. Il s’ensuit que la densité moyenne de Saturne est faible, inférieure à celle de l’eau.

Leur nombre

Vus depuis la Terre, les anneaux se découpent en deux composantes principales, dénommées A et B, séparées par la division de Cassini, ainsi qu’une troisième composante plus ténue, l’anneau C. Ils s’étendent entre 74 500 et 136 800 km de rayon, soit 1,2 et 2,3 rayons planétaires. La sonde Voyager 2 a dévoilé l’extraordinaire complexité des anneaux, et aussi quelques-uns des aspects physiques qui gouvernent leur apparence : d’une part, la nomenclature s’est accrue jusqu’à l’anneau G (D est la composante la plus interne, avec dans l’ordre d’éloignement croissant les anneaux D, C, B, A, F, G et E) ; d’autre part, chaque composante résulte de la juxtaposition de petits anneaux très fins et de zones sans matières, indiscernables depuis les observatoires terrestres.

Environ tous les 15 ans, lorsque les anneaux sont vus par la tranche, leur lumière cesse d’être visible. À cette occasion, on peut repérer précisément la position des petits satellites, appelés bergers, qui orbitent en leur sein, et on peut mesurer leur épaisseur. Les passages de la Terre et du Soleil dans le plan des anneaux de Saturne en 1996 ont d’ailleurs permis de révéler encore de nouveaux petits objets.

Leur composition

Il faut noter que les anneaux de Saturne sont extraordinairement minces et ténus. Si leur diamètre était ramené à celui de la ville de Paris, ils ne seraient pas plus épais qu’une feuille de papier.

Cette finesse s’explique par les collisions incessantes entre les particules constituant les anneaux, collisions qui ne conservent que la composante de vitesse comprise dans le plan équatorial planétaire. Toute la matière contenue dans les anneaux, condensée en un satellite, ne dépasserait pas une sphère de 100 km de rayon.

C’est la présence des anneaux au sein de l’orbite de Roche de la planète qui interdit justement cette agrégation. À l’intérieur de cette limite, les forces de marée exercées par la planète sont supérieures à celles qui assurent la cohésion de la matière. Les anneaux ne sont donc constitués que de particules de petite taille, allant du micromètre à quelques mètres, et composés essentiellement de glace d’eau et d’un peu de poussières. Ainsi constitués et fragmentés, les anneaux réfléchissent très efficacement la lumière solaire, et sont donc aussi brillants que la planète.

Un système dynamique


Les lois de la gravitation imposant un mouvement de rotation képlérien et non uniforme, les anneaux constituent un système dynamique et non statique : les trajectoires sont des orbites, et les anneaux ne peuvent pas être considérés comme un seul objet (chaque particule ayant sa propre orbite). Des structures apparaissent et se défont à des échelles de temps très courtes. Lorsque les anneaux émergent de l’ombre de la planète, le réchauffement solaire induit des structures radiales, les spokes, qui se propagent sur la face éclairée. Le passage des satellites orbitant au sein des anneaux induit des ondes de densité. La structure fine d’une partie des anneaux s’explique par la présence des satellites bergers, la matière étant comme balayée en une bande mince par le passage régulier de ces bergers, et s’accumulant dans des régions de stabilité très étroites.

Le cortège de satellites


Saturne possède au moins 62 satellites, plus qu’aucune autre planète, et tous, sauf Hypérion et Phœbé, en orbite synchrone : à l’instar de la Lune, ils montrent constamment la même face à leur planète.

Titan


C’est l’un des plus gros satellites du système solaire, et de loin le plus massif des satellites de Saturne (1,35 . 1023 kg pour 2 575 km de rayon). Des jumelles sont suffisantes pour l’observer et noter d’une nuit à l’autre son mouvement autour de Saturne, qui dure environ 16 jours. C’est l’astronome Huygens qui, le premier, l’identifia en 1655 comme satellite de Saturne. Titan s’apparente aux satellites Ganymède et Callisto de Jupiter, mais se distingue parmi tous les satellites du système solaire par la présence d’une atmosphère. Celle-ci est 50 % plus épaisse que l’atmosphère terrestre, la pression de surface atteignant 1,5 bar. La température de surface, estimée à 94 kelvins (- 179 °C), ne permet pas la sublimation de la glace d’eau : l’atmosphère est essentiellement composée d’azote moléculaire, d’argon et d’hydrocarbures (méthane CH4, éthane C2H6). On suspecte la présence de précipitations de ces hydrocarbures, voire celle d’un océan d’hydrocarbures. Les observations du télescope spatial Hubble n’ont pu ni infirmer ni confirmer cette hypothèse, dont la réponse sera en fait apportée par le module Huygens de la sonde Cassini.

Rhea

Deuxième satellite par la taille (diamètre de 1 530 km, masse de 2,5 . 1021 kg), il présente deux hémisphères bien différenciés. L’hémisphère pointant vers l’avant (d’après le sens de la trajectoire) est sombre et peu cratérisé, alors que l’hémisphère opposé est uniformément brillant et cratérisé.

Japet

La surface de Japet, troisième des satellites par la taille (1 460 km, 1,9 . 1021 kg), est encore plus différenciée ; l’albédo varie de 0,03 à 0,5 entre les deux hémisphères, à tel point que l’astronome Jean Dominique Cassini annonçait ne voir le satellite que d’un seul côté de la planète. Japet se distingue également par son inclinaison de 15 degrés par rapport au plan équatorial de Saturne.

Les autres satellites

Les orbites des petits satellites Pan, Atlas, Prométhée et Hypérion s’inscrivent à l’intérieur des anneaux. Celle de Pan est située sur le bord intérieur de la division d’Encke (région particulière) de l’anneau A. L’existence de Pan a été en fait prédite à la suite de l’identification de trains d’ondes dans cet anneau, et c’est l’analyse a posteriori des images de Voyager qui a permis de retrouver ce satellite de seulement 20 km de rayon. Atlas a été identifié comme l’un des satellites bergers de l’anneau A, et Prométhée comme l’un de l’anneau F. Hypérion est, parmi les petits corps de forme irrégulière et non sphérique du système solaire, le plus massif : sa masse de 1,8 . 1019 kg se distribue dans un volume dont les dimensions sont de 410 km, 260 km et 220 km. Sa rotation propre est totalement chaotique et imprévisible.

Le dernier satellite “Égéon” a été découvert le 3 mars 2009.

JUPITER

SymboleSymbole Jupiter
Découvreur / Date de découverteInconnu / Antiquité
Rayon(équatorial)71 492 km (11,21 Terres)
Masse1,8986×1027 kg (317,80 Terres)
Période de rotation (jour sidéral)0,41351 jour (~ 9 h 55 min)
Période de révolution4 335,3545 jours (11,862 ans)
Aphélie816 620 000 km (5,46 ua)
Périhélie740 520 000 km (4,95 ua)
Température moyenne (surface)152°K = – 121°C
Satellites connus63

Planète géante gazeuse la plus massive du système solaire

Sa masse, 1,9×1027 kg (c’est-à-dire un millième de la masse du Soleil ou 318 fois celle de la Terre), représente 70 % de la masse totale du cortège planétaire. Dans l’ordre d’éloignement croissant par rapport au Soleil, cette planète vient au 5e rang, après les 4 planètes telluriques (Mercure, Vénus, la Terre, Mars). 

Le rayon planétaire, défini au niveau de pression de 1 atm (environ 100 000 pascals), est de 71 400 km. À cause de la rotation rapide (le noyau planétaire tourne sur lui-même en 9 h 55 min), le rayon polaire est de 6,5 % inférieur au rayon équatorial. Le champ gravitationnel est 2,5 fois plus intense que sur Terre. L’orbite de Jupiter est quasi circulaire (excentricité de 0,047), de rayon égal à 5,2 unités astronomiques (soit 5,2 fois le demi-grand axe de l’orbite terrestre), parcourue en 11 ans et 314 jours, très peu inclinée sur l’écliptique.


Observation

À l’œil nu, Jupiter apparaît comme un point très lumineux (magnitude moyenne de – 2,2) qui, contrairement aux étoiles, ne scintille pas. Une paire de jumelles suffit pour distinguer le disque planétaire (en moyenne 40” d’arc de diamètre), entouré du ballet des 4 satellites galiléens. Un télescope ou une lunette de bonne qualité sont nécessaires pour bien observer les bandes parallèles à l’équateur, ainsi que la grande tache rouge. Les anneaux de la planète ne sont visibles qu’avec les plus grands des télescopes professionnels, et uniquement en lumière infrarouge.

Exploration par des sondes

Pioneer
Pioneer 10 (vue d’artiste)
Les sondes interplanétaires Pioneer 10 et 11, dans les années 1970, Voyager 1 et 2, en 1979 et 1980, Galileo, depuis 1995 et jusque fin 1997, ont fourni des observations d’une précision inégalable depuis la Terre. La sonde Voyager 1 a découvert l’anneau ; ce sont les mesures du champ gravitationnel ressenti par les sondes qui ont révélé la présence du noyau planétaire. Contrairement aux sondes précédentes, qui ont survolé très rapidement la planète et le cortège de satellites, Galileo a été satellisé autour de Jupiter, et un module a plongé dans l’atmosphère, mesurant pour la première fois in situ le profil de température et la composition, jusque vers le niveau de pression 22 bar (ou 22×105 pascals), inaccessible à l’observation directe depuis la Terre.


Structure et composition

Jupiter a une immense atmosphère, principalement constituée d’hydrogène et d’hélium. Seule une petite région centrale, d’un rayon approximativement égal au dixième du rayon total, est constituée d’éléments plus denses. 

Parler de surface planétaire est donc un abus de langage, d’autant plus que l’aspect de la planète dépend de façon essentielle de la longueur d’onde d’observation. Les couches accessibles à l’observation peuvent être divisées en plusieurs niveaux : par altitude croissante, on rencontre dans la troposphère, où la température décroît avec l’altitude, les nuages d’eau, d’hydrogénosulfure d’ammonium et d’ammoniac, entre les niveaux de pression 3 et 0,3 bar. La température est minimale à la tropopause (120 K, pour environ 0,1 bar), puis réaugmente dans la stratosphère. 

Les observations spectroscopiques à haute résolution menées depuis la Terre ont permis l’identification de nombreux éléments présents dans l’atmosphère jovienne. Les éléments les plus abondants, après l’hydrogène et l’hélium, apparaissent sous forme de molécules de méthane CH4, d’ammoniac NH3 et d’eau H2O. Le germane GeH4 et la phosphine PH3 ont également été repérés. Les gaz rares (néon, argon, krypton) sont présents. L’abondance en deutérium (hydrogène lourd, dont le noyau est constitué d’un neutron en plus du proton) est environ d’un atome de deutérium pour 20 000 atomes d’hydrogène : sa mesure est un facteur cosmogonique extrêmement précieux.


Les cristaux de glace

Les impressionnants contrastes de couleurs de la troposphère jovienne proviennent sûrement de cristaux de glace présents dans les nuages (glaces d’ammoniac et d’hydrogénosulfure d’ammonium), qui réfléchissent la lumière solaire différemment selon la longueur d’onde. Il faut néanmoins garder à l’esprit que la plupart des images de Jupiter sont présentées avec un traitement des couleurs accentuant très fortement les contrastes.


L’hydrogène

L’idée que Jupiter est une ” étoile ratée ” doit définitivement être abandonnée. Sa masse est trop petite (treize fois) pour que le deutérium puisse être ” brûlé ” ou, plus exactement, qu’il puisse fusionner pour donner de l’hélium et de l’énergie. La combustion du deutérium correspond à l’état d’étoile ” naine brune “. Il faudrait que la masse de Jupiter soit 80 fois plus importante pour que l’hydrogène fusionne, propriété des étoiles. En revanche, l’hydrogène moléculaire H2 ne peut pas rester stable aux très hautes pressions qui règnent au sein de la planète (jusque 100 millions de fois la pression atmosphérique terrestre). Les modèles théoriques prévoient la dissociation de l’hydrogène moléculaire en hydrogène métallique à 1,3 million de bar, vers 0,85 rayon jovien du centre. L’hydrogène devient conducteur, d’où cette dénomination métallique, chaque électron n’étant plus fortement lié au noyau de l’atome. Cet état de la matière est appelé couramment un plasma.


L’hélium

Il est le deuxième constituant principal de la planète. On a longtemps cru, jusqu’aux mesures in situ de la sonde Galileo, que l’hélium était proportionnellement moins abondant dans Jupiter que dans le Soleil. Mais la mesure de Galileo est à peine inférieure à l’abondance de l’hélium solaire, soit 24 % par masse. Une telle abondance est en accord avec les prédictions cosmogoniques qui favorisent le scénario de nucléation pour la formation de Jupiter. Initialement, la proto-planète jovienne s’est constituée par accrétion autour d’un noyau composé d’éléments lourds (fer, silicium, eau, méthane, ammoniac). En une deuxième étape, le noyau, ayant atteint une masse critique, a provoqué l’effondrement des éléments légers de la nébuleuse primitive, qui ont alors constitué l’enveloppe fluide. 

De profonds mouvements animent l’enveloppe fluide de la planète.


La tache rouge et les bandes

La grande tache rouge reste une structure atmosphérique inexpliquée. Il s’agit d’un anticyclone dont la durée de vie dépasse 300 ans (sa forme n’a guère varié depuis sa première observation). L’explication d’une telle longévité trouve sûrement sa source dans un profond enracinement au sein de l’atmosphère jovienne. Comme l’indique la structure en bandes, visible depuis la Terre et mieux documentée par les sondes, des vents zonaux, circulant parallèlement à l’équateur, et allant jusqu’à 200 km/h, dominent la circulation globale. La circulation méridienne permet toutefois des échanges thermiques conséquents, car les températures polaire et équatoriale sont très semblables.


Son énergie et son magnétisme

Jupiter émet 70 % d’énergie en plus de celle reçue du Soleil. Cet excès d’énergie provient essentiellement des origines du système solaire : Jupiter n’a pas encore eu le temps de se refroidir depuis sa formation, il y a 4,5 milliards d’années. Ce sont les mouvements de convection qui extraient cette énergie vers l’extérieur de la planète. 

Un effet dynamo au sein de la structure interne, fluide et conductrice, crée un champ magnétique puissant (environ 20 fois celui de la Terre), de structure dipolaire. Ce champ est à l’origine des émissions en onde radio de la magnétosphère jovienne.  On observe également sur Jupiter des aurores polaires, créées par la chute d’ions et d’électrons qui tourbillonnent autour des lignes de champs.


La ceinture d’astéroïde et les comètes

Par sa masse, Jupiter gouverne la ceinture des astéroïdes qui errent entre l’orbite de Mars et la sienne : la planète géante a empêché leur agrégation, qui aurait pu conduire à une cinquième planète tellurique. Les petites planètes troyennes l’accompagnent sur son orbite, en avance ou en retard de 60 degrés. Enfin, Jupiter intercepte, voire capture, des comètes dans leur mouvement autour du Soleil. La fréquence des collisions est estimée à environ un événement par siècle. Le dernier remonte à juillet 1994 : une vingtaine de fragments de la comète Shoemaker-Lévy 9, découverte en mars 1993, se sont écrasés dans la troposphère jovienne. L’étude de sa trajectoire de mars 1993 à juillet 1994 a permis de retracer l’histoire de la comète : la capture par Jupiter a eu lieu vers les années 1930 et la fragmentation remonte à juillet 1992, lors de son passage au périjove (lieu de la trajectoire le plus proche de la planète).


Son cortège de satellites et son anneau

C’est en 1610 que Galilée découvre les quatre plus gros satellites, dits galiléens. Cette observation concourt à ôter au Soleil son statut de centre du monde. En 1675, l’observateur danois Olaüs Rømer propose une première mesure de la vitesse de la lumière dans le vide : il a mesuré les avances ou retards des éclipses des satellites en fonction de la position de Jupiter par rapport à la Terre et en a déduit que la propagation de la lumière ne pouvait pas être infiniment rapide. 

Aujourd’hui, les principales données concernant les satellites proviennent des sondes interplanétaires. Des mesures accessibles depuis la Terre définissent les grandes lignes de leur morphologie : la densité moyenne révèle, selon qu’elle est plus ou moins grande, les parts relatives de roches et de glaces dans la constitution interne ; l’albédo indique la nature de la surface. Par leur taille, Io et Europe sont semblables à la Lune, Ganymède et Callisto à la planète Mercure. Exprimées en fonction du rayon de Jupiter, leurs distances moyennes à Jupiter valent respectivement 5,8 – 9,4 – 15,0 et 26,3.

Io

Des quatre satellites galiléens, Io se distingue par son activité volcanique, propriété qu’il ne partage à l’heure actuelle qu’avec la Terre (mais d’autres corps, Mars, par exemple, présentent des traces de volcanisme ancien). Cette activité est due au réchauffement permanent de l’intérieur de Io, provoqué par les effets de marée dans le champ gravitationnel de Jupiter. En effet, l’orbite de Io est perturbée par celles d’Europe et de Ganymède, qui orbitent autour de Jupiter avec des périodes respectivement très proches du double et du quadruple de celle de Io (1,77 jour). Plusieurs volcans émaillent la surface de Io. Leur morphologie est comparable à celle des volcans terrestres (cône montagneux, caldeira, coulées, etc.). La comparaison des images prises par Galileo avec celles des Voyager 1 et 2 montre combien la topographie des cônes volcaniques a changé en un laps de temps d’à peine 16 ans. L’activité volcanique intense projette de la matière, essentiellement du soufre, de l’oxygène et du sodium, à plus d’un millier de kilomètres d’altitude, matière qui se retrouve le long de l’orbite du satellite et interagit avec le champ magnétique planétaire. 

Enfin, l’activité volcanique a effacé toute trace de cratère à la surface de Io.

Europe

Ce satellite est constitué d’un noyau rocheux entouré d’une gangue de glace, très réfléchissante. La surface est dominée par un enchevêtrement de fractures étroites et sombres. Le très faible nombre de cratères indique la relative jeunesse de cette surface. Les analyses des images prises par Galileo vont permettre une étude détaillée, les plus petits détails visibles ayant une taille de quelques dizaines de mètres.

Ganymède

La surface de Ganymède présente deux types de terrains, sombres et morcelés de cratères d’impacts météoritiques ou clairs et cannelés. Ces cannelures sont sûrement dues à des plissements et à des extensions de la croûte de glace. En 1996, le survol rapproché effectué par Galileo a permis d’acquérir des images de la surface de Ganymède avec une résolution de 10 m, révélant des champs de blocs de glace.

Callisto

La surface de Callisto est criblée d’impacts, mais sans grand cratère. La croûte de glace subissant un gros impact a certainement fondu et n’en a donc pas gardé la mémoire, contrairement à la surface lunaire, rocheuse, par exemple. L’albédo est bien inférieur à celui d’Europe et de Ganymède : la surface de Callisto est de loin la plus primitive parmi celles des satellites galiléens.

Ses autres satellites

Hormis les 4 satellites galiléens, 59 autres satellites connus orbitent autour de Jupiter. Seul Amalthée présente des dimensions supérieures à 100 km. Sa masse est trop petite pour que sa forme soit sphérique.

Son anneau

Il n’a pas le caractère majestueux de celui de Saturne. Il comprend trois éléments : un anneau lumineux, un disque diffus et un halo. L’anneau lumineux a une largeur d’environ 6 000 km, son bord extérieur, aux contours nets, est environ 57 000 km au-dessus des nuages. Dans sa zone la plus externe, on distingue une bande plus lumineuse d’environ 600 km de large. Extrêmement ténue, son épaisseur est inférieure à 30 km. L’anneau est composé de particules d’une taille allant du micromètre au centimètre, qui ne réfléchissent pas plus du millionième de la lumière incidente. Le disque diffus s’étend du bord intérieur de l’anneau jusque vers l’atmosphère de la planète et est entouré par un halo plus épais.

LE SOLEIL

Symbolesymbole soleil
Découvreur / Date de découverte— / —
Rayon(équatorial)696 000 km (109,12 Terres)
Masse1,9891×1030 kg
Période de rotation (moyenne)27,28 jours
Période de révolution (galactique)2,26×108 années
Distance du centre de la Voie lactée2,50×1017 km
Vitesse orbitale217 km/s
Température moyenne (surface)5 800°K = 5526.85°C
Constituant principalHydrogène (73,46 %)

Son champ de gravitation assure la cohésion du système ; son centre de gravité coïncide pratiquement avec celui du système solaire, sa masse représentant 99 % de la masse totale. Il constitue le foyer commun à toutes les orbites décrites autour de lui par les autres constituants du système.

Nombreuses sont les religions qui ont donné au Soleil une place unique. Pourtant, ce n’est qu’une étoile tout à fait ordinaire, comme notre Galaxie en compte des dizaines de milliards. Il n’en est pas moins pour nous d’une importance primordiale, comme source de lumière nécessaire à la vie. Sa proximité nous donne la possibilité d’observer en direct comment fonctionne une étoile, quelles sont sa structure, sa dynamique, son interaction avec le reste du cosmos. Ses messages, qui nous viennent sous forme de rayonnements électromagnétiques, de particules électrisées, de neutrinos, etc., sont loin d’avoir livré tous ses secrets.

Le Soleil est une masse sphéroïdale, légèrement aplatie, de plasma stellaire, d’un rayon équatorial de 696 000 km (109 fois le rayon de la Terre) et d’une masse de 1,989 · 1030 kg (333 442 fois celle de la Terre) – ce qui correspond à une densité moyenne de 1,41 g/cm3 (0,26 fois celle de la Terre) et à une accélération gravitationnelle, à la périphérie, de 274 m/s2 (27,9 fois celle de la Terre). Il est situé à une distance moyenne de la Terre de 149 600 000 km.

Situé dans un des bras spiraux de la Galaxie, le bras d’Orion, à environ 10 000 parsecs du centre galactique, le Soleil décrit autour de ce dernier un mouvement orbital à peu près circulaire, avec une vitesse de translation de l’ordre de 250 km/s ; sa période de révolution, l’année galactique, est d’environ 250 millions d’années.

En outre, le Soleil est animé d’un mouvement de rotation propre (dans le sens direct) autour d’un axe incliné de 7° 15´ par rapport à la normale à l’écliptique ; il s’agit d’une rotation différentielle, caractéristique des masses fluides, dont la durée sidérale est de 25 jours à l’équateur et de 30 jours aux pôles, la vitesse équatoriale étant de 2 km/s. Les durées synodiques sont de 27 jours à l’équateur et de 32 jours aux pôles.

Observation et étude

À l’observation visuelle, le Soleil, qui du fait de sa proximité est l’astre le plus brillant pour un observateur terrestre, présente (par ciel clair) un disque éclatant, au bord bien net (assombri), sur lequel on peut distinguer des taches plus sombres et des formations actives ; son diamètre apparent est de 32´ 35” au périgée (au 1er janvier) et 31´ 31” à l’apogée (au 1er juillet). La technique d’observation du Soleil diffère notablement de celle des autres étoiles, du fait de l’intensité du flux lumineux reçu et par la possibilité d’obtenir des images étendues très détaillées. Dans le domaine optique, les observations spectrographiques ou photographiques peuvent être réalisées avec des instruments modestes (ouverture de 10 à 50 cm) ; on utilise cependant des instruments à haut pouvoir de résolution, mis au point pour l’astronomie solaire, tels que les grands spectrographes et les télescopes solaires (tour solaire, télescope horizontal), de construction fixe, à très longue focale (quelques dizaines de mètres), donnant un grossissement important. Ces instruments sont associés à des miroirs mobiles asservis à la position du Soleil, les cœlostats ; leur foyer peut être équipé de spectromètres, de radiomètres, de plaques photographiques, de capteurs CCD (Charge Couple Device, ” procédé à couplage de charge “). Pour l’étude de la couronne solaire, invisible dans la pleine lumière du disque, on utilise des coronographes, lesquels sont équipés d’un dispositif d’occultation du disque.

Hors du domaine des rayonnements visibles, l’astronomie solaire a bénéficié des développements de la radioastronomie, le Soleil s’avérant être, en effet, une radiosource particulièrement intéressante, qui a justifié la mise au point de radio-interféromètres spéciaux, les radio héliographes. En outre, l’envoi d’observatoires spatiaux a rendu possibles les observations dans le domaine des rayonnements gamma, X, ultraviolet et infrarouge.

L’étude du Soleil est importante parce qu’il s’agit de la seule étoile observable dans de bonnes conditions, et qu’en sa qualité d’étoile moyenne de la séquence principale, le Soleil constitue un test de choix pour les modèles stellaires théoriques ; son étude est également capitale du fait des relations Terre-Soleil, c’est-à-dire des interactions des rayonnements électromagnétiques ou corpusculaires et du champ magnétique solaires avec le milieu terrestre (magnétosphère, atmosphère, biosphère) ; elles peuvent agir sur l’évolution du climat, les réactions chimiques ou biochimiques, l’équilibre thermodynamique de la planète, la propagation des ondes radioélectriques. Enfin, en dehors de toute considération astronomique, le Soleil joue un rôle fondamental dans le développement de la vie sur Terre et dans les activités humaines, comme source d’énergie et comme source de lumière.

Caractéristiques physiques

Le Soleil est une étoile moyenne, caractérisée par une couleur jaune et une température superficielle de 5 700 K, de magnitude absolue 4,72, placée, dans le diagramme de Hertzsprung-Russell (définition sur wikipédia), sur la séquence principale (séquence des naines). Le Soleil, qui appartient à la population du disque de notre Galaxie, a été formé il y a environ 4,5 milliards d’années ; par sa masse, il fait partie des étoiles que leur évolution doit transformer en géante rouge, puis en naine blanche, la phase actuelle devant durer encore 3 ou 4 milliards d’années.

Le soleil est aujourd’hui à la moitié de sa vie, dans 5 milliards d’années il aura épuisé toute son énergie (il aura brûlé tout son hydrogène) et commencera à brûler de l’hélium, alors il deviendra rouge et gonflera jusqu’à atteindre 50 fois son diamètre actuel. Puis il s’effondrera sur lui-même pour former une naine blanche (de la taille de la terre) et s’éteindra peu à peu.

mort du soleil

Spectre

Comme tous les objets célestes inaccessibles à l’exploration, le Soleil est essentiellement étudié par l’analyse de son rayonnement électromagnétique, dont le spectre s’étend des fréquences métriques aux fréquences gamma, et qui est émis par les couches superficielles de l’astre. Son intensité globale (4 · 1023 kW, correspondant à une perte de masse de 5 · 109 kg/s) semble relativement constante sur des périodes de plusieurs années. Les variations de luminosité du Soleil sont de l’ordre de 4 ‰ au cours du cycle d’activité solaire de 11 ans qui a pu être mis en évidence. On pense qu’elles ont pu atteindre 4 % au cours de la période d’activité minimale du XVIIe siècle. L’influence de ces variations à long terme sur le climat terrestre n’est pas à exclure. La plus grande partie de l’énergie est rayonnée au voisinage du spectre visible, avec une décroissance rapide vers les fréquences extrêmes.

Les parties les plus importantes de ce spectre sont :le spectre visible, formé d’un fond continu auquel se superposent plusieurs dizaines de milliers de raies d’absorption (spectre de Fraunhofer) ; les spectres X et UV, particulièrement intéressants en période d’activité solaire.

spectre soleil

Le rayonnement émis par le Soleil est photographié par un spectrographe puis analysé. Les raies noires sont les raies d’absorption ; elles sont dues à l’absorption des rayonnements par les éléments présents dans l’atmosphère du Soleil. L’étude de ces raies permet aux scientifiques d’identifier les éléments constitutifs du Soleil. Par exemple, les raies dans le jaune indiquent la présence de sodium. Source : Encarta


Composition

La spectroscopie indique que le Soleil est essentiellement composé d’hydrogène (environ 80 %) et d’hélium (environ 9 %), ainsi que de quelques dizaines d’éléments dispersés dans son atmosphère, dont l’abondance varie en raison inverse du numéro atomique ; la composition du Soleil correspond, à quelques irrégularités près, aux abondances moyennes observées dans l’Univers.


Champs magnétiques

La spectroscopie a également révélé des décompositions de raies spectrales par effet Zeeman, impliquant l’existence de champs magnétiques, lesquels semblent être dus uniquement à des distributions de structures magnétiques de petite échelle, généralement dipolaires, plus ou moins concentrées. Elles peuvent former des configurations magnétiques complexes liées à l’activité solaire comme les taches. Un télescope solaire franco-italien vient d’être mis en service dans l’île de Tenerife ; il est spécialement destiné à l’étude de la structure fine de ces champs magnétiques. Le champ magnétique global du Soleil est variable au cours du cycle, avec des composantes dipolaires et quadripolaires d’importance relative variable. Le satellite Ulysse n’a cependant pas trouvé le champ magnétique dipolaire attendu dans la région des pôles. 


Structure

L’interprétation des données d’observation passe par la construction d’un modèle théorique permettant d’expliquer de façon cohérente l’origine et la forme de l’énergie rayonnée, ou les mécanismes d’activité. On adopte généralement un modèle stellaire standard, qui fait intervenir des hypothèses d’équilibre hydrostatique entre gravitation et pression interne, de transferts d’énergie de types radiatif et convectif, de réactions thermonucléaires dans le noyau – modèle qui reste très approximatif et se trouve remis en cause par certaines observations (flux de neutrinos déficient, désaccord avec la paléoclimatologie). À ce modèle correspond une structure de la masse solaire où l’on distingue l’intérieur et l’atmosphère.


L’intérieur

C’est la partie invisible du Soleil ; elle comprend le noyau et l’enveloppe.

Composition du soleil

Source : astronoo

A l’intérieur on estime le température à plus de 14 millions de °C. Elle décroit ensuite jusqu’à la surface du Soleil (photosphère) , la température est de l’ordre de 6 000 °C. Le plus étonnant est le fait que la température augmente après la photosphère. Elle devrait décroitre suivant les lois de la thermodynamique. Or elle augmente. On pourrait l’expliquer par par le fait que la chromosphère et la couronne reçoivent de l’énergie sous forme magnétique et acoustique. Mais ce n’est qu’une hypothèse non vérifiée à ce jour…(source : fabf71n)

Le noyau

C’est l’endroit où se déroulent les réactions thermonucléaires qu’on suppose être la source de l’énergie solaire, et qui consistent principalement en la synthèse d’un noyau d’hélium à partir de quatre noyaux d’hydrogène ; cette nucléosynthèse libère un rayonnement primaire de photons gamma et de neutrinos ; ces derniers ne sont pas absorbés par la matière solaire et atteignent l’espace extérieur, où ils peuvent être (très difficilement) détectés ; les mesures effectuées sur Terre, faisant apparaître un déficit de neutrinos, remettent en question la nature du noyau solaire.

L’enveloppe

C’est la région où la température est insuffisante pour amorcer la nucléosynthèse, et où a lieu le transfert d’énergie vers les couches externes, d’abord par transfert radiatif (absorption et émission de photons, processus très lent), puis par transfert convectif (transport de l’énergie par la matière) turbulent. 

L’atmosphère

La partie visible du Soleil, l’atmosphère solaire, comprend diverses couches :

La photosphère

C’est la plus profonde des couches visibles et elle constitue la surface apparente, émettant la majeure partie du rayonnement. C’est dans la photosphère qu’est localisé l’hydrogène neutre. Sa périphérie est la région la plus froide du Soleil, et son aspect général est celui d’une granulation (ensemble serré de cellules de quelques centaines de kilomètres apparaissant brièvement, les granules, qui est probablement la manifestation de la convection turbulente des couches sous-jacentes. On observe également des mouvements horizontaux dans de grandes formations cellulaires de 30 000 km (les supergranulations), des oscillations régulières, semblables à des vagues, des domaines de champ magnétique relativement intense.

La chromosphère

D’un éclat cent fois plus faible que celui de la photosphère, elle ne peut être observée que lors d’une occultation de cette dernière ou aux longueurs d’onde des raies intenses (à l’aide de spectrographes ou de filtres). Son rayonnement est caractérisé par des raies d’émission brillantes. Elle apparaît comme une couche hétérogène dont la température croît vers l’extérieur. On observe, à sa périphérie, des millions de projections de matière vers la couronne, les spicules, d’une longueur de quelques milliers de kilomètres, d’un diamètre de quelque 1 000 km, d’une température intérieure de 8 000 K, durant quelques minutes. La chromosphère est structurée en un réseau dont les mailles sont bordées de groupements de spicules, et dont la formation semble liée aux mouvements ondulatoires des couches sous-jacentes.

La zone de transition

Elle s’étend entre la chromosphère et la couronne. Elle est caractérisée par une augmentation très rapide de la température (qui passe de 104 à 3 · 105 K en quelques dizaines de kilomètres. Le transfert de chaleur semble y être essentiellement conductif. Principalement observable dans le domaine du rayonnement ultraviolet, la zone de transition apparaît comme une gaine irrégulière et hétérogène bordant les spicules de la chromosphère, et comme une agglomération de formations instables de masses gazeuses ionisées interagissant avec des champs magnétiques.

La couronne

La couronne ou couche externe du Soleil, de très faible densité, d’un éclat un million de fois plus faible que celui de la photosphère, a un contour flou et variable. On peut distinguer trois composantes du rayonnement coronal visible, auxquelles correspondent deux aspects de la couronne : la couronne K (spectre continu provenant de la photosphère et polarisé lors de la diffusion par les électrons libres de la couronne) et la couronne F (raies Fraunhofer provoquées par les poussières interplanétaires au voisinage du Soleil). Des images très différentes de celles du visible sont également obtenues dans le domaine des ondes UV, X et radio. La couronne absorbant le rayonnement radioélectrique des couches profondes, seule son émission propre est observable en radio, ce qui a permis d’évaluer sa température, laquelle est supérieure à 106 K. Quel que soiPôler l’observer, la couronne est loin d’être homogène. Dans le domaine visible, qui ne permet de la voir qu’au bord du disque, on dénombre un grand nombre de structures variées, organisées par le champ magnétique, formant des jets et pouvant atteindre plusieurs millions de kilomètres. Les rayonnements radio et X permettent de voir la couronne sur le disque. Le satellite japonais Yohkoh en particulier, observant en rayons X, a permis de découvrir une couronne active et en perpétuel changement. On peut voir des jets, des boucles, des arcades se former, grandir et s’envoler. Dans les régions polaires, on observe de grandes cavités obscures de dimension variable au cours du cycle, les trous coronaux, structures magnétiques ouvertes d’où s’échappe le vent solaire.


Activité

Sous le terme d’activité solaire, on désigne des phénomènes très divers qui se développent à partir des centres d’activité accompagnant la formation de zones de champ magnétique anormalement intense dans la région subphotosphérique. L’observation du nombre (oscillant entre un maximum et un minimum), de la position et de la polarité des centres actifs a permis de mettre en évidence un cycle solaire de 11 ans (ou de 22 ans, si l’on prend en considération le retour d’une même polarité). Les centres actifs sont probablement créés par des interactions magnétohydrodynamiques dans l’intérieur solaire, lesquelles provoquent l’émergence de tubes de flux magnétique intense dans la photosphère, dans une zone équatoriale. L’activité solaire prend de nombreuses formes, parmi lesquelles figurent les taches, les facules, les protubérances et les éruptions.

Les taches facilement observées, elles apparaissent comme des régions photosphériques à champ intense associé à une baisse de température, de rayonnement et de pression ; d’une dimension comprise entre 2 000 km (pores) et 100 000 km (grandes taches), elles comportent un ou plusieurs noyaux sombres entourés d’une pénombre grise ; elles se déplacent et se déforment lentement.

Les facules sont des zones brillantes observées, dans la chromosphère et la photosphère, autour des taches. Elles préludent à la naissance des taches et disparaissent avant elles. 

Les protubérances sont des sortes de lames froides et denses qui s’élèvent dans la chromosphère et la couronne (à une hauteur de 30 000 à 100 000 km). On distingue principalement les protubérances quiescentes, évoluant lentement, et les protubérances éruptives, qui s’accompagnent d’une projection rapide de matière dans la couronne. 

Les éruptions sont des perturbations explosives de la chromosphère et de la couronne, probablement provoquées par de brusques libérations d’énergie électromagnétique piégée (jusqu’à 1025 joules en quelques minutes), qui se trouve convertie en énergie cinétique, provoquant un échauffement transitoire considérable de l’atmosphère et l’accélération de particules chargées (jusqu’à 1 gigaélectronvolt). Elles s’accompagnent d’émissions transitoires intenses sur tout le spectre électromagnétique.


Interaction du Soleil avec le milieu interplanétaire

En dehors des interactions gravitationnelles et électromagnétiques, le Soleil agit sur les constituants du système solaire par l’intermédiaire d’un flux corpusculaire, le vent solaire, qui peut s’étendre dans une zone de 1010 km de rayon, l’héliosphère, que l’on définit comme la région où la pression du vent solaire l’emporte sur la pression du milieu interstellaire. Le vent solaire est formé par l’expansion du plasma de la couronne solaire, qui n’est pas en équilibre hydrostatique, à laquelle se superposent des flux de particules émises lors des éruptions. La vitesse d’éjection des particules (électrons, protons, noyaux d’hélium) augmente rapidement, pour atteindre, au voisinage de la Terre, des valeurs de l’ordre de 400 km/s. Ces particules constituent le rayonnement cosmique solaire, qui entraîne une partie du champ magnétique solaire, et interagit avec les milieux planétaires (magnétosphère, atmosphère).

MERCURE

SymboleSymbole Mercure
Découvreur / Date de découverteInconnu / Antiquité
Rayon(équatorial)2 439,7 km  (0,383 Terre)
Masse3,302×1023 kg  (0,055 Terre)
Période de rotation (jour sidéral)58,6462 jours
Période de révolution87,96934 jours
Aphélie69 817 079 km  (0,4667 ua)
Périhélie46 001 272 km  (0,3075 ua)
Température moyenne (surface)452°K = 179°C
SatelliteAucun

Planète tellurique la plus proche du soleil

Sa masse vaut 0,055 masse terrestre (3,3×1023 kg), son rayon 0,382 rayon terrestre (2 439 km) : c’est la moins massive des planètes telluriques. La proximité du Soleil fournit une explication plausible : dans l’hypothèse où le demi grand axe de Mercure (0,387 ua, soit 58 millions de kilomètres) n’a pas notablement varié depuis sa formation, la planète a disposé de trop peu de matière du disque protoplanétaire pour se constituer.

Les autres paramètres orbitaux sont également extrêmes (si l’on excepte l’ex-neuvième et dernière planète connue, Pluton) : l’orbite de Mercure est fortement excentrique (0,206) et fortement inclinée sur l’écliptique (7 degrés).


L’observation

L’observation de Mercure depuis la Terre est difficile. La planète a beau être brillante (magnitude de l’ordre de – 0,5 à l’élongation maximale), elle ne s’écarte jamais à plus de 23 degrés du Soleil, soit encore moins que Vénus. Il est préférable de se munir d’éphémérides pour savoir où et quand l’observer, peu après le coucher du Soleil ou peu avant son lever, sur un horizon bien dégagé. Sa période de révolution synodique (c’est-à-dire sa rotation autour du Soleil vue depuis la Terre) n’est en effet que de 4 mois, et son mouvement apparent dans le ciel est fort rapide. 

C’est la sonde Mariner 10, lancée en novembre 1973, accélérée lors d’un passage proche de Vénus, qui a donné les premières et seules images de la planète, survolée en mars et en septembre 1974 puis, à nouveau, en mars 1975. 

Seulement 45 % de la surface ont été cartographiés. Auparavant, très peu d’informations étaient connues. La période de rotation propre exacte n’avait été déterminée qu’en 1965 par mesure radar.


Le jour et l’année sur Mercure

Les périodes sidérales de révolution propre et de révolution orbitale, mesurées dans le référentiel héliocentrique, ou référentiel de Copernic, système de coordonnées centrées sur le Soleil, valent respectivement 58,65 et 87,97 jours terrestres, dans un rapport dit résonant de 2 à 3. Cette configuration de résonance est particulièrement stable : elle résulte des multiples perturbations de l’orbite superposées au potentiel gravitationnel du Soleil, mais correspond aujourd’hui à une situation figée. 

Compte tenu de la combinaison de ces deux mouvements de rotation, le jour mercurien vaut 175,94 jours terrestres, soit exactement le double de l’année sidérale. 

La proximité du Soleil a permis de mettre en évidence un effet explicable uniquement dans le cadre de la relativité générale. Une des conséquences de cette théorie concerne la lente migration du grand axe de l’orbite planétaire, due à la déformation de l’espace-temps à proximité de la masse du Soleil. Contrairement à la mécanique newtonienne qui ne tient compte que des seules perturbations dues aux autres planètes, la relativité générale explique l’avance séculaire du périhélie, 43 secondes d’arc par siècle.


La surface et l’intérieur

La vitesse de libération de la planète est de seulement 4,3 kilomètres par seconde, insuffisante pour retenir une atmosphère notable. Cette absence d’atmosphère implique des températures extrêmes, variant entre les faces jour et nuit de 430 à -170 °C. Comme autre conséquence, l’absence d’atmosphère, donc d’érosion, assure la préservation des cratères. Par exemple, un œil non exercé ne différenciera pas une photographie de la surface de Mercure d’une photographie de la surface de la Lune. Dans ces deux cas, la multiplicité des cratères domine, avec des tailles allant du micromètre à 1 300 kilomètres. 

Le bassin Caloris, dénommé ainsi car voisin du point subsolaire au périhélie, et donc surchauffé, correspond à un très fort impact. Il est entouré de rides circulaires, qui dénotent la propagation de violentes ondes sismiques engendrées par l’impact. La refocalisation de ces ondes aux antipodes y a profondément marqué le terrain. Inscrits dans le basalte de la surface, les cratères ont plus de 3,8 milliards d’années. 

Depuis, la surface a très peu évolué. Si la planète semble figée en surface, ce n’est pas le cas à l’intérieur, car Mercure présente un champ magnétique. Bien que faible, d’une intensité 100 fois inférieure à celui du champ terrestre, ce champ implique l’existence d’un noyau fluide constitué essentiellement de fer et de sulfure de fer. Ce noyau serait proportionnellement assez grand, vu la densité moyenne élevée de Mercure (5,4 fois la densité de l’eau).