Le système solaire au cœur de l'actualité
400 ans d’observations
Le 30 novembre 1609, un homme pointe pour la première fois un instrument d'observation vers la Lune et décrit un paysage constitué de montagnes et de cratères. Galilée (1564-1642), de son véritable nom Galileo Galilei, vient de révolutionner l'astronomie. En fabriquant lui-même sa lunette (1), ce scientifique italien devient le premier homme à observer, outre la surface de la Lune, les phases de Vénus, les taches du Soleil, les lunes de Jupiter et leurs mouvements, prouvant au passage que le monde céleste ne tourne pas autour de la Terre ! Il confirme ainsi ce que Copernic (2) avait annoncé 66 ans auparavant… Aujourd'hui, les moyens d'observation des astronomes se sont considérablement améliorés. Aux télescopes terrestres (3), se sont ajoutées les sondes spatiales (4) dès 1957, puis l'exploration humaine avec six vols habités ayant « atterri » sur la Lune entre 1969 et 1972. À l'occasion des 400 ans de la lunette de Galilée et quarante ans après les premiers pas de l'homme sur la Lune, 2009 a été déclarée Année mondiale de l'astronomie par l'Unesco et l'Union astronomique internationale. Une célébration qui souligne les progrès dans la connaissance du système solaire mais aussi tous les mystères encore à résoudre.
1. D'après les plans d'un opticien hollandais, Hans Lipperhey. 2. Nicolas Copernic (1473-1543) a développé la théorie de l'héliocentrisme selon laquelle les planètes tournent autour du Soleil et non autour de la Terre. 3. À ce jour, un seul télescope spatial, Hubble, est entré en service en 1990. 4. Spoutnik fut le premier objet envoyé en orbite autour de la Terre en 1957 et Luna 2 fut la première sonde à entrer en contact avec un autre astre que la Terre (en l'occurrence la Lune) en 1959.
Les limites enfin atteintes !
Seules deux sondes, Voyager 1 et Voyager 2 (ci-contre, vue d'artiste), lancées en 1977, sont récemment parvenues jusqu'aux limites supposées du système solaire (environ 15 milliards de kilomètres). Leurs données, publiées (1) en juillet 2008, révèlent que la bulle formée par le vent solaire autour de notre système planétaire n'est pas symétrique. Sous l'influence d'un champ magnétique extrasolaire, cette bulle aurait plutôt la forme d'un ballon de baudruche allongé et comprimé à l'une de ses extrémités. Si l'effet du vent solaire se fait sentir jusqu'à 15 milliards de kilomètres (100 UA), l'influence gravitationnelle du Soleil va bien au-delà, jusqu'à 150 000 UA (2).
1. Cinq articles publiés dans la revue Nature le 3 juillet 2008. 2. Une unité astronomique (UA) est la distance entre la Terre et le Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres. 150 000 UA = 22 500 milliards de kilomètres.
Plus que huit planètes
Jusqu'à récemment, le système solaire comptait neuf planètes. Mais le 24 août 2006, l'Union astronomique internationale décrète que Pluton ne doit plus être considérée comme une planète. En cause : la découverte un an plus tôt d'UB313, aujourd'hui appelé Eris, un objet plus massif que Pluton et situé encore plus loin, à quelque 10 milliards de kilomètres du Soleil (contre 6 pour Pluton). Fallait-il dès lors accepter Eris au titre de dixième planète ? Ou lui refuser cet honneur et destituer du même coup Pluton de son statut de neuvième planète ? La question était d'autant plus pressante que, grâce aux progrès des télescopes, des centaines de corps semblables à Pluton commencent à être observés aux confins du système solaire. Finalement, après de longues et vives discussions, l'Union astronomique internationale décide de déclasser Pluton et adopte pour la première fois une définition universelle du mot « planète » : il s'agit d'un corps céleste en orbite autour du Soleil, dont la forme est sphérique et qui a éliminé tout corps susceptible de se déplacer dans son voisinage. Pluton et Eris, qui évoluent au milieu d'autres objets, ne répondent pas à cette troisième condition et rejoignent ainsi la nouvelle catégorie des « planètes naines ».
Pleins feux sur le Soleil
La seule étoile du système solaire est aussi celle que l'on connaît le mieux. Depuis 1959, une vingtaine de sondes l'ont étudiée. Soho l'observe continuellement depuis 1996 (ci-dessus, photo prise par cette sonde). Toutefois, aucune sonde ne s'est approchée à moins de 45 millions de kilomètres. Deux missions – Solar Orbiter, de l'Agence spatiale européenne, et Solar Probe Plus, de l'Agence spatiale américaine – devraient se rapprocher respectivement à environ 35 et 7 millions de kilomètres, d'ici 2015-2017. En outre, des images 3D de notre étoile sont obtenues pour la première fois fin 2008 par les sondes jumelles américaines Stereo.
Rosetta : l’astéroïde avant la comète
Le 5 septembre 2008, la sonde européenne Rosetta s'approche à seulement 800 km de l'astéroïde Stein (ci-dessous, photo montage). Ce bout de rocher de 4,6 km de diamètre évolue à 159 millions de km de la Terre. Les images révèlent plusieurs gros cratères d'impacts. Leur étude, non encore achevée, permettra d'estimer l'âge de l'astéroïde (plus les cratères sont nombreux, plus l'astre est âgé). Pour l'heure, Rosetta poursuit sa route vers la comète Churyumov-Gerasimenko, sur laquelle elle déploiera un petit atterrisseur en 2014.
Un système en mouvement permanent
Vue de la Terre, notre Galaxie ressemble à une traînée blanchâtre dans le ciel, ce qui lui vaut son surnom de Voie lactée. En réalité, elle a la forme d'une gigantesque spirale. Une récente étude (1) montre qu'elle pourrait être 15% plus vaste et jusqu'à 50% plus massive que ce que l'on croyait jusqu'à présent. Conséquence : alourdie, la Voie lactée tournerait sur elle-même plus vite que prévu, entraînant dans sa folle rotation le système solaire, situé à quelque 28 000 années lumière (2) du centre de la Galaxie. Pour le système solaire, cela se traduirait par une vitesse de rotation autour de ce centre de 960 000 km/h environ, au lieu des 800 000 km/h évalués précédemment. À l'intérieur du système solaire, tous les objets (planètes, lunes, astéroïdes, comètes) sont eux-mêmes en mouvement. Le chef d'orchestre de cette danse céleste est le Soleil. Ainsi, la Terre voyage autour du Soleil à 107 000 km/h et tourne sur elle-même à 1 674 km/h au niveau de l'équateur. Une ronde perpétuelle qui s'explique par la gravitation, l'absence de frottements et la gigantesque impulsion qui a vu naître tous ces objets peuplant l'Univers.
1. M.J. Reid et al, Astrophysical Journal, sous presse. 2. Une année lumière (AL) est la distance parcourue par un grain de lumière (photon) dans le vide en une année, soit 9 460 milliards de kilomètres.
Une histoire remise en cause ?
Le scénario était pourtant bien rodé : il y a 4,6 milliards d'années, un nuage de gaz et de poussières se contracte sous l'effet de la gravitation. Au centre du nuage, la température élevée permet l'allumage des réactions de fusion nucléaire et la naissance d'une étoile : le Soleil. Au loin, les grains de silicate, la glace et les gaz légers s'agrègent et forment en quelques millions d'années les planètes géantes. Plus près du Soleil, les grains de poussière capables de résister à de hautes températures s'entrechoquent et s'agglomèrent, formant plus tard – en 10 à 100 millions d'années – les petites planètes rocheuses, dites telluriques. Cependant, ce scénario que l'on croyait universel ne l'est pas : c'est ce que nous apprennent les exoplanètes situées en dehors du système solaire et découvertes pour la première fois en 1995 (1). En effet, des planètes géantes gazeuses semblables à Jupiter ont été repérées très près de leur étoile (2). Un bémol toutefois : il existe un biais dans ces observations, les méthodes de détection actuelles n'étant pas suffisamment sensibles pour observer à de telles distances un système planétaire comparable au nôtre.
1. M. Mayor et D. Queloz, Nature, novembre 1995. 2. P. Hatzes et al, Nature, Janvier 1998 ; Konacki M., Nature, juillet 2005.
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