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    Mars

    La planète rouge

    Mars, la quatrième planète à partir du Soleil, a toujours intrigué les hommes. Les Égyptiens de l'Antiquité appelaient Mars Her Descher : « la rouge ». Les Romains nommèrent cette planète Mars, en référence à leur dieu de la guerre. Mars a donné son nom au mois de mars.

    Mars figure parmi les cinq planètes visibles à l’œil nu dans le ciel et de ce fait observées depuis l’Antiquité.
    Elle est aussi, de toutes les planètes du système solaire, celle qui offre le plus de ressemblances avec la nôtre (jour, appelé sol, d’une durée voisine de 24 h 37, inclinaison de l’axe de rotation de 24d, saisons...) et il n’est pas exclu qu’une activité biologique ait pu jadis y apparaître. C’est pourquoi elle suscite autant d’intérêt chez les scientifiques et a donné lieu, depuis le début des années 1960, à plus d’une trentaine de missions spatiales, dont une dizaine seulement ont connu un succès total.

    Mars possède 2 satellites : Phobos et Deimos.

     

     

    Rotation et diamètre

    Mars effectue une rotation autour de son orbite en 24,6 heures ; le jour martien n'est donc que de 41 minutes plus long que le jour terrestre. L'axe de rotation de Mars est incliné de presque 25 degrés, de façon très similaire à l'inclinaison de la Terre. Par conséquent, Mars, comme la Terre, connaît des saisons.

    Mars et la Terre

    Comparatif Mars-Terre. Montage effectué à partir de deux photos de la Nasa

    Avec un diamètre de 6 794 kilomètres, Mars est l'une des plus petites planètes du système solaire. Des neuf planètes connues, la taille de Mars la place en septième position. Le diamètre de Mars mesure environ la moitié de celui de la Terre.

    Mars

    Mars. © Nasa

    Mars effectue sa période de révolution en 687 jours.

    Champ magnétique. Atmosphère

    Mars possède un champ magnétique très faible (plus de 5 000 fois plus faible que celui de la Terre). Elle manque donc de protection contre le vent solaire qui détruit petit à petit l'atmosphère martienne, à un rythme de 2 kg/s. Ainsi, la majeure partie de l'atmosphère a peut-être déjà été dispersée par le vent solaire.

    Sol Martien

    Sol martien. © Nasa

    La température varie de -50°C à l'équateur à -130°C aux pôles.

    L'atmosphère est composée à 95% de gaz carbonique.

    La surface de Mars

    Les plus grands volcans du système solaire se trouvent sur Mars. Certains ont une altitude plus de deux fois supérieure à celle des volcans de la Terre.

    Mars. Cratère de Belz

    Cratère de Belz. © Nasa

    Mars renferme certains des canyons les plus spectaculaires du système solaire. Un canyon, Valles Marineris, rend la taille du Grand Canyon de la Terre ridicule.
    Cette fracture s’étend sur près de 4 000 km. Cette grande faille, qui mesure par endroits 120 km de large et 6 km de profondeur, est sans doute un fossé d’effondrement ouvert dans la croûte martienne à la suite d’un violent mouvement tectonique.

    Valles Marineris. Mars

    Valles Marineris © Nasa

    Le volcanisme se traduit aussi par des rivières de lave et des plaines de lave qui présentent des indices d’une activité récente (certaines coulées ne remonteraient qu’à une dizaine de millions d’années). Les volcans les plus imposants, dans la région de Tharsis, s’apparentent aux volcans boucliers hawaïens. Le plus spectaculaire, Olympus Mons, atteint 21,3 km d’altitude pour 600 km de diamètre à la base et il est entouré d’un escarpement de 6 000 m de haut. C’est le plus important volcan du système solaire.

    Mars. Olympus Mons

    Olympus Mons © Nasa

    Mars possède un réseau de chenaux qui va de petites vallées à des affluents géants, et qui semble avoir été formé par de l'eau courante.

    Mars. Tempete de poussiere

    Tempête de poussière à la surface de Mars. © Nasa

    Révélé par diverses sondes spatiales, la plupart américaines, depuis 1965 (Mariner 4), le relief de Mars, extrêmement diversifié, montre des cratères et des bassins d’impact analogues à ceux de Mercure ou de la Lune, des plaines volcaniques, de nombreuses failles, des vallées sinueuses, dans lesquelles ont dû couler autrefois des rivières, des champs de dunes, etc.

    Les célèbres "visages" de Mars

    Les célèbres "visages" de Mars. © Nasa

    On y observe à la fois des indices d’un bombardement météoritique ancien et des preuves d’une activité tectonique, de phénomènes de volcanisme, d’érosion par l’eau, d’usure et de sédimentation à grande échelle par le vent.

    Sol martien

    Sol martien © Nasa

    Les régions polaires sont recouvertes de calottes glaciaires (glace d’eau, glace carbonique, neige carbonique, sédiments) bien visibles de la Terre, qui s’étendent et régressent alternativement au rythme des saisons.

    Coucher de Soleil sur Mars

    Coucher de Soleil sur Mars. © Nasa

    Dans les plaines, le sol est tapissé de fines poussières ferrugineuses qui lui donnent sa couleur rouge-orangé caractéristique.

    V.Battaglia (05.04.2005) M.à.J 04.2007

     

    Références

    Astronomie, Hachette 2001
    L’Astronomie, éditions De La Martinière 2002
    Site de la NASA

     

    La Terre dans l'Univers:  Mars - La planète rouge

     

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    Jupiter

     

    Jupiter, la planète la plus grande et la plus massive du système solaire, "gouverne" le ciel nocturne ; elle était aux yeux des Romains le maître des planètes.
    Même si Vénus est plus brillante, elle se couche peu après le Soleil, contrairement à Jupiter qui domine le ciel tout au long de la nuit, et que l'on connaît depuis des milliers d'années. Gravitant autour du Soleil à une distance d'environ 778 millions de kilomètres, Jupiter marque l'entrée du royaume des géantes gazeuses.

    Jupiter a été survolé et étudié à faible distance par les sondes américaines Pioneer 10 (1973), Pioneer 11 (1974), Voyager 1 et Voyager 2 (1979). En décembre 1995, la sonde américaine Galileo s’est placée en orbite autour de la planète afin de l’étudier, ainsi que ses principaux satellites, pendant près de deux ans, tandis qu’un module qui s’était séparé de la sonde quelques mois auparavant a plongé dans l’atmosphère de Jupiter en transmettant des résultats de mesures pendant quelques dizaines de minutes.

     

     

    La géante gazeuse

    Jupiter porte le nom du maître des dieux et ce à juste titre, puisque la planète contient, à elle seule, environ 70 % de la masse planétaire de tout le système solaire. Elle peut engloutir, en volume, 1 300 globes terrestres et sa masse est 321 fois supérieure à celle de la Terre.

    Son diamètre équatorial est de 142 800 km. Jupiter effectue sa rotation en 9h 50 mn 30 s.

    Jupiter

    Jupiter © Nasa

    Jupiter effectue sa révolution autour du soleil en 11,86 ans.

    Cependant, étant une géante gazeuse essentiellement composée d'hydrogène, sa densité est faible, similaire à celle du Soleil. En fait, sa composition chimique est quasiment identique à celle du Soleil. Sa grande taille et son importante masse font que Jupiter est souvent assimilée à une étoile éteinte plutôt qu'à une planète.

    Composition: 82% d'hydrogène, 17% d'hélium, 1% de méthane.

    Jupiter et la Terre

    Comparatif entre Jupiter et la Terre. Montage effectué à partir de deux photos de la Nasa. © dinosoria.com

    La grande tache rouge, qui s’étend dans l’hémisphère Sud sur 28 000 à 40 000 km en longitude et 13 000 km en latitude, est un ouragan géant, émergeant au-dessus de la couche nuageuse environnante. En juillet 1994, la chute sur Jupiter d’une vingtaine de fragments de la comète Shoemaker-Levy 9 a provoqué d’importantes perturbations atmosphériques qui ont été observées pendant plusieurs mois.

    Jupiter

    Jupiter. © Nasa

    La descente du module Galileo dans l’atmosphère, le 7 décembre 1995, s’est effectuée dans une région de forte turbulence ; l’engin a observé que la température augmentait rapidement avec la profondeur, que l’atmosphère absorbait relativement peu de chaleur et que sa teneur en vapeur d’eau (0,2 %) était sensiblement plus faible qu’on ne le pensait.

    Champ magnétique

    Jupiter possède un fort champ magnétique, qui prend sa source au coeur de la planète, faisant de celle-ci un puissant émetteur radio et créant des phénomènes d'aurore.

    Les anneaux

    Comme les autres géantes gazeuses, Jupiter possède un système d'anneaux, bien qu'il ne soit en rien comparable à celui de Saturne. Ses anneaux sont très fins, peu solides et plus transparents que le verre.

    Anneaux de Jupiter

    Anneaux de Jupiter. Photo prise par Galileo. © Nasa

    L’anneau principal, large de 6 000 km, se prolonge vers la planète par un halo diffus et à l’opposé par un large anneau extérieur, extrêmement ténu.

    Anneau interne de Jupiter

    Anneau interne de Jupiter. © Nasa

    Température

    Au sommet des nuages, la température est de - 110°C. Si on descend 57 000 km au dessous de la couche nuageuse, on tombe sur un noyau de roches, d'ammoniaque et de glace d'eau. Au centre de Jupiter, la température est de 20 000°C. L'eau existe uniquement à l'état solide.

    Les satellites de Jupiter

    Du fait de sa forte masse, Jupiter a pu s’entourer d’un imposant cortège de satellites. On lui connaît 63 satellites de différentes tailles, structures et surfaces.

    Les différents satellites de Jupiter

    Les différents satellites de Jupiter. Montage effectué à partir de plusieurs photos de la Nasa. © dinosoria.com

    Parmi ceux-ci, quatre (Io, Europe, Ganymède et Callisto) ont des dimensions planétaires et jouent un rôle prépondérant. Les autres sont très probablement des astéroïdes qui ont été capturés par l’attraction de la planète.

    Sol du satellite Europe

    Zoom sur une partie de la surface du satellite Europe. © Nasa

    Io est un satellite à l'activité volcanique exceptionnelle. Sur Europe, on a observé une banquise de 100 km d'épaisseur environ. Cette banquise flotte sur un océan d'eau liquide.

    V.Battaglia (05.04.2005) M.à.J 01.2012

     

    Références

    Astronomie, Hachette 2001
    L’Astronomie, éditions De La Martinière 2002
    Site de la NASA

     

    La Terre dans l'Univers:  Jupiter

     

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    Saturne

     

    Saturne est l'un des spectacles les plus impressionnants du système solaire. Avec la Terre, c'est la planète la plus facile à identifier. Saturne est bien sûr célèbre pour son système d'anneaux, mais, étant un objet très lumineux dans le ciel nocturne, cette planète est connue depuis des milliers d'années.

    Saturne possède un grand nombre de satellites naturels. Environ 60 ont été identifiés. Parmi eux, Titan est la plus grande lune et le seul satellite du système solaire à posséder une atmosphère dense.

     

    Caractéristiques de Saturne

    Saturne gravite autour du Soleil, à une distance de 1 427 millions de kilomètres, presque deux fois la distance de Jupiter.
    Se déplaçant à une vitesse moyenne de 9,66 kilomètres par seconde, Saturne met plus de 29 ans pour accomplir une révolution autour du Soleil.

    Saturne

    Saturne © Nasa

    Une journée saturnienne dure 10,5 heures, la vitesse de rotation est identique à celle de Jupiter.

    Saturne possède un point commun avec les autres géantes gazeuses, son équateur présente un renflement causé par sa rotation rapide.

    Saturne est 95 fois plus massive que la Terre, et possède un volume 760 fois supérieur. Cependant, Saturne détient la plus faible densité de toutes les planètes, inférieure à celle de l'eau. Si l'on trouvait un gigantesque océan, Saturne pourrait y flotter.

    Comparaison entre Saturne et la Terre

    Comparaison entre Saturne et la Terre. Montage effectué à partir de deux photos de la Nasa

    Saturne possède un champ magnétique 600 fois plus puissant que celui de la Terre.
    L'atmosphère de Saturne semble calme, mais, en réalité, les conditions y sont très rigoureuses.

    Saturne

    Saturne © Nasa

    Bien qu'un modèle du centre de Saturne puisse être réalisé par ordinateur, les connaissances actuelles concernant le centre ne sont que théoriques. Il se compose d'hydrogène métallique, comme celui de Jupiter, mais diffère dans le sens qu'il pourrait renfermer une "pluie d'hélium", élément absent des autres géantes gazeuses.

    L'origine et l'évolution de Saturne

    L'origine de Saturne est maintenant relativement bien connue ; on sait que la planète est semblable aux autres géantes gazeuses, toutefois, certaines questions, concernant l'origine du système d'anneaux, restent sans réponse.

    Les anneaux de Saturne

    Les anneaux de Saturne. © Nasa

    Les anneaux de Saturne représentent son aspect le plus caractéristique. Découverts par Galileo, en 1610, ils furent, au départ, mal interprétés, et il fallut attendre 1659 pour comprendre leur véritable nature. Même maintenant, après qu'ils aient été explorés par des sondes spatiales, leur origine comme leur fonctionnement restent incertains.

    Saturne possède trois anneaux principaux : l'anneau A (le plus externe), puis le B et le C en se rapprochant de la planète. L'anneau C, moins brillant que les deux autres, est connu sous le nom d'anneau de Crêpe ou "Dusky". Les anneaux A et B sont séparés par une division abrupte, de 4 000 kilomètres, que l'on appelle division de Cassini, d'après le nom de l'astronome qui l'a découverte.

    Saturne

    Saturne © Nasa

    Les anneaux sont constitués de petites roches, dont la taille varie de la minuscule poussière au bloc d'un mètre de diamètre, ces derniers étant, toutefois, assez rares. La plupart des matières constituant les anneaux ne font que quelques centimètres, les poussières étant, elles, présentes en grande quantité.
    Certains anneaux contiennent une proportion importante de particules de glace.

    Anneaux de Saturne

    Vue rapprochée des anneaux de Saturne. © Nasa

    Le survol des anneaux, effectué par la sonde Voyager, établit que les anneaux ne faisaient que 150 mètres d'épaisseur.

    La sonde américaine Cassini-Huygens a permis aux chercheurs fin juin 2004 de mieux étudier les anneaux de saturne. Les chercheurs savent aujourd'hui que les anneaux les plus éloignés de la planète Saturne sont faits de glace plus pure que ceux du centre. La conclusion est que les anneaux ne se sont pas tous formés en même temps sinon l'ensemble serait homogène. Ce seraient des comètes d'origine plus récente qui, en se désagrégeant, auraient formé les anneaux à l'extérieur.

    Les satellites de Saturne. L'exploration de Titan

    Saturne possède une grande famille de satellites. Plusieurs d'entre eux sont de petite taille, et ne présentent plus d'activité géologique.

    Reconstitution de Saturne et de ses satellites

    Reconstitution de Saturne et de ses satellites. Montage effectué avec plusieurs photos de la Nasa

    Titan, le plus gros satellite, est aussi l'un des plus intéressants. Il est possible qu'il renferme des océans ; il est l'un des objectifs de la mission Cassini Huygens.

    Après un voyage interplanétaire de plus de sept ans, la sonde européenne Huygens, qui s’est posée sur Titan, est parvenue à transmettre les premières informations sur ce mystérieux satellite de Saturne. Un astre congelé qui offre des similitudes avec la Terre avant l’apparition de la vie.

    Dans la nuit de Noël, la sonde Huygens s’est détachée de son transporteur, l’orbiteur Cassini avec qui elle a voyagé depuis son départ de la Terre, pour mettre le cap sur Titan, la plus grosse des lunes de Saturne. L’engin de 2,7 mètres de diamètre et de 350 kg a pénétré vendredi matin dans l’atmosphère orangée de l’astre et, pendant les 140 minutes qui l’ont séparé de son «titanissage», est parvenu avec succès à collecter toute une première série d’informations, notamment sur la composition chimique de l’espace qu’il a traversé. La sonde Huygens a ainsi prélevé des échantillons qui aideront à déterminer la composition atmosphérique et a pris des mesures sur les vents, pressions et précipitations qui règnent sur l’astre. Mais elle a aussi capté des sons inédits et pris, à des altitudes différentes, une trentaine de photographies de cette lune de 5 000 km de diamètre, l’un des objets les plus mystérieux de notre système solaire.

    Titan

    Titan . © Nasa

    L’Agence spatiale européenne a notamment diffusé les premiers clichés noir et blanc pris de Titan, qui se situe à un milliard et demi de km de la Terre. Les trois premières photos ont montré ce qui semble être des blocs de glace, des canaux, des rivages et des îles qui ne sont pas sans évoquer, estiment les chercheurs, la surface de la Terre ou encore celle de Mars. «C’est comme une machine à remonter le temps, nous devrions trouver sur Titan les conditions qui ont prévalu sur notre planète il y a 3,8 milliards d’années, avant l’arrivée de la vie», s’est félicité Jean-Pierre Lebreton, le directeur de la mission Huygens à l'ESA.

    Une première image du sol de Titan envoyée par la sonde. © Nasa

    L’un des clichés, pris à 16 km de la surface de l’astre, dévoile de vastes plaines recouvertes de roches.
    «Clairement il y a une substance liquide coulant sur la surface de Titan», a commenté le scientifique pour qui certains canaux «ressemblent presque au delta d’une rivière».

    Le troisième cliché, enfin, découvre des zones claires et des taches sombres qui, selon Marty Tomasko, «évoquent des zones qui ont été inondées ou qui le sont actuellement».

    Saturne possède 19 satellites répertoriés, dont le rayon varie de 7,5 Km à 2 575 Km pour Titan, plus grand que Mercure.

    Après Titan, Rhéa et Japet sont les deux plus grands satellites de Saturne. Bien que de taille semblable, ils présentent des différences.

    La surface de Rhéa est dominée par des cratères fortement érodés, comme sur la Lune, tandis que l'on trouve sur Japet une matière sombre pouvant avoir jailli du centre.

     

    Japet . © Nasa

    Saturne et Uranus possèdent les plus grandes familles de satellites du système solaire. Parmi les satellites de Saturne, tous, à une exception près, mesurent entre 20 et environ 1 000 kilomètres de diamètre.

    La découverte des satellites

    Titan fut le premier satellite découvert par Christian Huygens, scientifique hollandais, en 1655. En 1671, Cassini repéra Japet, puis Rhéa en 1672, et enfin Dioné et Téthys en 1684.

    Thethys. Satellite de Saturne

    Théthys . © Nasa

    Il fallut attendre plus d'un siècle pour observer d'autres satellites saturniens. En 1789, l'astronome britannique William Herschel rapporta la découverte de deux nouveaux satellites : Mimas et Encelade.

    Au cours des années 1960, lors d'observations effectuées dans le plan des anneaux (c'est-à-dire lorsque les anneaux de Saturne sont visibles par la tranche depuis la Terre), un autre satellite, habituellement caché par l'éclat lumineux des anneaux, fut découvert.

    Eclipse sur Mimas

    Eclipse sur Mimas, un autre satellite. © NASA/JPL/Space Science Institute

    Il fallut, toutefois, attendre la mission Voyager qui confirma la présence de Janus. A l'aide d'images, prises par Voyager, de nombreux autres petits satellites furent répertoriés au début des années 1980, dont Prométhée et Pandore ainsi qu'Atlas et Epiméthée.


    Titan

    Les Titans étaient un groupe de géants, progéniture d'Uranus et de Gaïa. Ils combattirent Zeus et les dieux de l'Olympe pour le pouvoir des cieux.

    L'atmosphère de Titan est à près de 94% composée d'azote, et il a été avancé qu'elle pourrait ressembler à l'atmosphère primitive de la Terre avant que l'oxygène n'apparaisse grâce aux formes de vie les plus simples. Titan possède également un petit pourcentage de méthane.

    Comparaison entre la Lune et Titan

    Comparaison entre la Lune et Titan. Montage effectué à partir de deux photos de la Nasa

    En plus du méthane, il y a de très petites quantités d'autres composés organiques comme l'éthane, l'acétylène, et le propane. Ce sont les hydrocarbures, comme le méthane et l'éthane, qui donnent à Titan sa teinte si particulière.

    Du cyanure d'hydrogène et du cyanogène sont également présents. La découverte du cyanure d'hydrogène revêt une importance particulière car il entre dans la composition des acides aminés. Titan a, pendant un temps, figuré sur la liste des planètes pouvant abriter une vie extra-terrestre mais cela est très peu probable. Titan est extrêmement froid, et ne porte presque pas d'eau.


    L'exploration passée de Saturne

    Depuis des siècles, Saturne est observée depuis la Terre à l'aide de télescopes, et elle a été aussi explorée par des sondes spatiales.

    Saturne fut observée pour la première fois à l'aide d'un télescope par Galilée, au début du XVIIe siècle. La première sonde spatiale qui lui rendit visite fut Pioneer 11, qui s'approcha à moins de 3 500 kilomètres de la limite externe de l’anneau A de Saturne. Pioneer 11 collecta de nombreuses données nouvelles sur le champ magnétique complexe de Saturne.

    Saturne

    Saturne et Titan. Pioneer 11 en Avril 1973. credit: NASA Ames

    La sonde spatiale Voyager rapporta des photographies de haute qualité, révélant la complexité de la structure des anneaux de Saturne, montrant que chacun des anneaux principaux était constitué de nombreux anneaux plus petits.

    Des séries de photographies, prises par Voyager, mirent en évidence la présence de vents se déplaçant à 1 500 Km/h, soit plusieurs fois la vitesse des vents joviens.
    Les scientifiques espéraient que Voyager pourrait déceler une brèche dans la couche nuageuse du plus grand satellite de Saturne, Titan, afin d'entrevoir la surface. Ceci ne s'est pas produit, et les photographies de Titan prises par Voyager ne représentent qu'une couche uniforme de brouillard photochimique.

    L'exploration en cours de Saturne

    Après un voyage de 7 ans et 3,5 milliards de kilomètres après son lancement, le 15 octobre 1997, la sonde Cassini Huygens est arrivée au terme de son voyage le 1er juillet.
    Cassini passera quatre années à étudier la surface de Saturne, ses anneaux et sept de ses 31 lunes dont la plus grosse, Titan.

    Cassini effectuera une cartographie à haute résolution de sa surface. En outre, le 25 décembre 2004, Cassini devrait libérer la sonde Huygens qui prendra le chemin de Titan.
    Disposant d'un budget de 3,3 milliards de dollars, le projet Cassini Huygens a été qualifié de « mission la plus sophistiquée jamais lancée vers des planètes du système solaire ». Il rassemble les États-Unis et 17 pays européens.

    Malgré le fait que Titan soit la cible principale de la mission Cassini Huygens de 2004, l'orbiter Cassini survolera d'autres satellites.

    Saturne. Cassini-Huygens 2004

    Image de Saturne. Cassini-Huygens 2004 . Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

    Si la mission est couronnée de succès, l'évolution de ces corps de glace pourra être mieux appréhendée, permettant d'assembler les pièces du puzzle de leur histoire, ainsi que de comprendre comment des modifications résultant de processus internes et externes ont pu transformer leur surface.

    Peut-être pourrons-nous découvrir l'origine des fines marques rencontrées sur Dioné et Rhéa, l'explication de la formation des étranges terrains sillonnés de Téthys et Encelade, pourquoi Téthys et Mimas ont survécu à des collisions d'astéroïdes géants, ainsi qu'approfondir nos connaissances sur le passé volcanique d'Encelade.

    Enfin, le but ultime de cette exploration est d'arriver à savoir à quoi ressemblait la Terre à ses débuts et comment la vie s'y est développée.

    Spécificités techniques de Saturne

    L'orbite de Saturne

    Saturne gravite autour du Soleil, à une distance de 1 427 millions de kilomètres, presque deux fois la distance de Jupiter. Son excentricité orbitale de 0,055 fait que la différence entre son aphélie et son périhélie n'a que peu d'effet sur la planète.

    Se déplaçant à une vitesse moyenne de 9,66 kilomètres par seconde, Saturne met plus de 29 ans pour accomplir une révolution autour du Soleil. Une journée saturnienne dure 10,5 heures, la vitesse de rotation est identique à celle de Jupiter.

    Saturne est 95 fois plus massive que la Terre, et possède un volume 760 fois supérieur. Cependant, Saturne détient la plus faible densité de toutes les planètes, inférieure à celle de l'eau. Si l'on trouvait un gigantesque océan, Saturne pourrait y flotter.

    Un puissant champ magnétique

    Saturne possède un champ magnétique 600 fois plus puissant que celui de la Terre, généré, au centre de la planète, par des écoulements d'hydrogène métallique. L'interaction entre le vent solaire et la magnétosphère est à l'origine des aurores polaires.

     

    V.Battaglia (05.04.2005) M.à.J 04.2007

     

    Références et lien

    Astronomie, Hachette 2001
    L’Astronomie, éditions De La Martinière 2002
    Site de la NASA

     

    La Terre dans l'Univers:  Saturne

     

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    Uranus

     

    Uranus, la septième planète en partant du Soleil, est peu visible dans le ciel nocturne, et de ce fait était inconnue des civilisations anciennes. Elle n’a été découverte qu’en 1781 par William Herschel.

    Dans la mythologie, Uranus était le père de Saturne, Saturne étant lui-même le père de Jupiter ; ainsi, ces trois planètes sont placées dans l'ordre de filiation.

    Bien qu’appartenant à la famille des planètes géantes, elle est sensiblement plus petite et plus dense que Jupiter et Saturne. On la connaît mieux depuis son survol par la sonde américaine Voyager 2 en 1986.

     

     

    Une orbite inclinée

    Elle tourne sur elle-même en une durée voisine de 17 h.

    Uranus gravite autour du Soleil à une distance de 2 877,38 millions de kilomètres, soit deux fois la distance séparant Saturne du Soleil.

    Uranus

    Uranus © Nasa

    Uranus se différencie par son inclinaison sur le côté. Non seulement la planète se déplace autour du Soleil, mais en plus elle roule sur son axe. Uranus effectue une révolution complète en un peu plus de 84 ans.

    Comparatif entre Uranus et la Terre

    Comparatif entre Uranus et la Terre. Montage effectué à partir de deux photos de la Nasa

    Comme l'axe de rotation de la planète est quasiment situé dans le plan orbital, certaines régions de la planète peuvent demeurer dans l'ombre pendant de longues années.

    Le champ magnétique

    Uranus possède un champ magnétique inhabituel, incliné par rapport à l'axe de rotation de la planète, et décalé par rapport au centre.

    Une atmosphère terne

    L'atmosphère d'Uranus est décevante par rapport à celle de Jupiter, ou même de Neptune ; elle paraît fade, dépourvue de nuages et d'autres caractéristiques atmosphériques. Les images d'Uranus nécessitent un traitement informatique pour que les quelques éléments en présence deviennent visibles.

    Uranus

    Uranus © Nasa

    Son atmosphère, à base d’hydrogène, renferme environ 12 % d’hélium ainsi qu’une faible proportion de méthane, notamment sous forme de nuages.

    Les anneaux d'Uranus

    Uranus possède un système d'anneaux, moins spectaculaire que celui de Saturne. Les anneaux sont sombres et peu visibles sur les images rapportées par Voyager.

    À des distances du centre d’Uranus comprises entre 42 000 et 51 000 km ont été décelés, depuis la Terre, en 1977, neuf anneaux de matière, elliptiques, très fins (20 à 30 m d’épaisseur) et très étroits (1 à 10 km de large, sauf pour le plus extérieur dont la largeur varie de 20 à 100 km).

    Anneaux d'Uranus

    Anneaux d'Uranus © Nasa

    Voyager 2 les a photographiés et étudiés et a permis d’en découvrir deux autres, dont un beaucoup plus large (2 500 km) et diffus. Tous ces anneaux sont très sombres, comme la surface des satellites, et constitués sans doute de matière carbonée.

    Les satellites d'Uranus

    Uranus possède dix-huit satellites connus à ce jour, mais bien sûr de nombreux autres peuvent exister, attendant d'être découverts. L'un d'entre eux n'a été découvert qu'en 1999.

    17 satellites portent un nom, le dernier étant répertorié sous le code "1986 U10". Les satellites et leurs éléments de surface portent les noms de personnages et de lieux tirés des pièces de Shakespeare.
    Plusieurs, parmi les petits satellites, portent les noms de personnages du "Rape of the Lock" d'Alexander Pope. Parmi tous les satellites, 5 sont considérés de grande taille.

    Uranus et ses satellites

    Montage d'Uranus et de plusieurs de ses satellites

    Les cinq plus gros ont été découverts de la Terre : Miranda, Ariel, Umbriel, Titania et Obéron.
    Onze autres, dont les diamètres vont de 40 à 170 km, ont été identifiés sur des photographies prises par Voyager 2 ; deux, dont le diamètre est estimé respectivement à 60 et à 120 km, ont été décelés en 1997 sur des images prises à l’observatoire du mont Palomar, aux États-Unis, et trois autres, de 20 km environ de diamètre, en 1999 sur des images prises à l’aide du télescope franco-canadien d’Hawaii.

    Parmi les satellites, citons Sycorax, Caliban, Cordelia et Ophelia.

    V.Battaglia (05.04.2005) M.à.J 04.2007

    Références

    Astronomie, Hachette 2001
    L’Astronomie, éditions De La Martinière 2002
    Site de la NASA

     

    La Terre dans l'Univers:  Uranus

     

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    La Terre

     

    Comment la Terre s'est-elle formée ? Quelles sont ses principales caractéristiques ?

     

    De notre point de vue, la Terre semble être une planète énorme, avec des océans immenses, de grands continents et une atmosphère profonde. Avec les progrès de l'exploration de l'espace, nous avons réalisé que notre Terre est petite, avec une atmosphère très fine et fragile, et une surface qui pourrait à chaque instant être privée de toute trace de vie par une collision avec un astéroïde.

     

     

    Formation de la Terre

    Comme les autres planètes du système solaire, la Terre se serait formée au sein d’une masse gazeuse, avec condensation et décantation progressives, sous les effets combinés des forces de gravité et des divers processus de transformation énergétique. Son âge est évalué, par les méthodes radiochronologiques, à 4,55 milliards d’années.

     

    Spécificités de la planète Terre

    La Terre gravite autour du Soleil à 149,6 millions de kilomètres en moyenne. Avec une excentricité orbitale de 0,0167, la différence entre périhélie et aphélie est seulement de 5 millions de kilomètres.

     

    Terre

    La Terre © Nasa

     

    Ceci explique que les changements de saisons, dus à la variation de chaleur du Soleil, ne sont pas extrêmes ; ce phénomène, combiné avec une atmosphère qui agit comme une couverture chauffante, aide à garder des températures stables.

     

    Formation de cumulus

    Formation de cumulus. © Nasa

     

    Toutes les formes de vie sur la planète tournent à la même vitesse orbitale autour du Soleil, à une moyenne de 29,79 kilomètres-seconde. Nous voyageons tous à 108 000 kilomètres-heure.

    Ouragan Elena

    Ouragan Elena. © Nasa

     

    La Terre est la plus grande et la plus massive des planètes telluriques. Sa vitesse de rotation élevée (23,9345 heures), combinée à son noyau de fer liquide, lui permet de générer un fort champ magnétique.

     

    Formation de nuages de mousson

    Formation de nuages de mousson au-dessus de l'Inde centrale.© Nasa

     

    La Terre est une planète stratifiée. Elle possède une structure en couches composée d'un noyau, d'un manteau et d'une croûte, semblable aux planètes inférieures du système solaire.

     

    Le champ magnétique de la Terre

    La Terre possède le champ magnétique le plus fort de toutes les planètes inférieures. Il la protège contre les particules chargées du vent solaire. La magnétosphère est la région entourant une planète où le champ magnétique de cette dernière est supérieur à celui du Soleil. La plupart des particules sont déviées autour de la Terre, mais certaines se font piéger dans la magnétosphère, formant des ceintures de particules ionisées et des aurores lumineuses quand ces particules atteignent l'atmosphère.

     

    Aurore boréale

    Aurore boréale . © Lewis R

     

    Les pôles électriques nord et sud dérivent d'un degré sur plusieurs années et le centre du champ magnétique semble être éloigné d'environ 400 kilomètres du centre géométrique de la Terre. En plus de la dérive du champ magnétique, les "archives" rocheuses indiquent que la polarité du champ magnétique s'inverse de temps en temps. On comprend très mal ce mécanisme, mais un historique détaillé de ces inversions de polarité a été établi sur les 7 derniers millions d'années. Il révèle que les inversions importantes se produisent approximativement tous les 500 000 ans.

     

    Atmosphère

    L'atmosphère terrestre est unique dans le système solaire, du fait de la quantité d'oxygène (élément vital) qu'elle possède.

     

    couche d'ozone

    Photo numérisée de la couche d'ozone. © Nasa

     

    La présence d'un peu de dioxyde de carbone permet à un effet de serre de réchauffer agréablement la planète (un peu plus, et la Terre pourrait devenir aussi chaude que Vénus ; un peu moins, et les températures seraient constamment glaciales).

    L'atmosphère terrestre est composée à l'heure actuelle d'environ 78 % d'azote, 20 % d'oxygène, 1 % de vapeur d'eau et 1 % d'argon. On trouve d'autres gaz en plus petite quantité, dont 0,03 % de dioxyde de carbone.

     

    Cumulus

    Un cumulus élevé se forme au-dessus de l'île de Java dans l'après-midi. © Nasa

     

    On considère que les taux de dioxyde de carbone sont restés assez constants au cours de l'histoire récente de la Terre. Un équilibre est ainsi maintenu, la majorité du dioxyde de carbone étant enfermé dans les océans et les roches lithosphériques. Cet équilibre n'a cependant pas toujours existé, et ne continuera pas nécessairement.

     

    Tempete

    Une ligne de nuages orageux le long d'un front de température au-dessus de l'océan Atlantique.© Nasa

     

    La production d'énergie solaire au début de la formation de la Terre était de 10 à 20 % inférieure à celle d'aujourd'hui. Malgré cela, la surface terrestre initiale était suffisamment chaude pour abriter l'eau à l'état liquide et permettre le développement de la vie. De forts taux de dioxyde de carbone, issus de gaz libérés par la planète, ont produit un important effet de serre.

     

    Oahu . Ile d'Hawai

    L'île hawaïenne de Oahu. Formation nuageuse lors du réchauffement du sol au cours de la journée.© Nasa

     

    Des facteurs autres que l'effet de serre modifient le climat terrestre, comme l'excentricité orbitale, l'inclinaison (obliquité) de l'axe de rotation et la précession de l'axe. Ces variations, sur des échelles de temps allant de 10 000 à 100 000 années, sont responsables, au cours des quelques dernières centaines de millions d'années, des périodes glaciaires, définies par de basses températures du globe ainsi que par de vastes calottes glaciaires continentales et polaires. Une période glaciaire est accélérée par la forte réfection d'énergie solaire issue de vastes calottes glaciaires.

     

    Etendue de calotte glaciaire continentale

    Etendue de calotte glaciaire continentale et de banquise au cours de la dernière période glaciaire. Notez le bas niveau de la mer. © Nasa

     

    Une modification climatique peut également résulter des activités de l'être humain. De nombreuses activités industrielles ont endommagé la couche d'ozone de la stratosphère qui protège la vie sur Terre du rayonnement ultraviolet.

     

    Les volcans

    La Terre est une planète volcanique, ainsi, mis à part d'importantes éruptions ponctuelles sur les continents, l'activité volcanique est continue le long des dorsales océaniques, créant de ce fait une croûte océanique.

     

    Les îles Galapagos

    Les îles Galápagos se sont formées à partir de la superposition de coulées de lave issues de plusieurs volcans boucliers. © Nasa

     

    Les volcans sont en partie responsables du modelage de la surface terrestre et de l'altération de l'atmosphère primitive.

     

    Cratères d'impact

    Une régénération complète de la surface de la Terre a effacé les traces d'impacts de météorites datant de l'intense bombardement du centre du système solaire, il y a plus de 4 milliards d'années. Une grande partie des 200 sites d'impact connus dans le monde se trouvent dans les roches ou les boucliers continentaux les plus anciens, datant de plus de 500 millions d'années. Cependant, des impacts continuent à se produire, en petit nombre, à ce jour.

     

    Cratère météoritique

    Cratère météoritique, en Arizona, formé il y a seulement 50 000 ans, est, en fait, l'un des plus jeunes cratères terrestres. © Nasa

     

    En fait, la surface de la Terre devrait plutôt ressembler à celle de la Lune.

     

    météorite

    Photo d'un météorite. © Martin Sanders

     

    Si ce n'est pas le cas, c'est grâce à l'atmosphère qui empêche la chute sur sa surface de nombreux météorites, aux phénomènes d'érosion et aux forces tectoniques qui renouvellent en permanence le paysage. La Terre porte néanmoins plus de 200 traces d'impacts récents et, bien sûr, elle reste aujourd'hui une cible.

     

    Cratere Manicouagan

    Manicouagan, vestige d'un cratère d'impact dans l'ancien bouclier canadien. © Nasa

     

    Il y a environ 65 millions d'années, on pense qu'un grand corps est tombé sur la Terre dans la péninsule du Yucatan, en Amérique centrale. Ce corps, probablement un astéroïde ou une comète, a peut-être envoyé assez de débris d'impact dans l'atmosphère pour empêcher la photosynthèse végétale.

     

    Meteor Crater

    Meteor Crater, Arizona, (Barringer). © Nasa

     

    La datation de l'impact coïncide avec une extinction massive des deux tiers des espèces animales de la planète, dont les dinosaures, ce qui laisse à penser que les gros impacts peuvent entraîner une catastrophe au niveau planétaire. C'est justement parce qu'un impact de ce genre pourrait avoir des conséquences dévastatrices pour la vie, qu'un programme de contrôle et de suivi a été établi, afin de détecter tout astéroïde qui pourrait entrer en collision avec la Terre. De nombreux astéroïdes croisent déjà l'orbite terrestre ; on les appelle les astéroïdes proches de la Terre (NEA).

     

    Le satellite de la Terre

    La Lune est l’unique satellite naturel de la Terre. Nous ne savons pas quand la Lune, notre plus proche voisine, fut découverte, mais elle est sûrement connue de l'humanité depuis des milliers d'années.

     

    Comparatif entre la Terre et la Lune

    Comparatif entre la Terre et la Lune. Montage effectué à partir de deux photos de la Nasa . © dinosoria

     

    La Lune tourne autour de la Terre à une distance moyenne de 384 000 kilomètres. Avec un rayon de 1 738 kilomètres.
    La Lune est comparable aux plus gros satellites de Jupiter et de Saturne, et elle est plus grande que la planète Pluton.

    V.Battaglia (05.04.2005) M.à.J 04.2007

    Histoire de la Terre

    Références

    Astronomie, Hachette 2001
    L’Astronomie, éditions De La Martinière 2002
    Site de la NASA

     

    La Terre dans l'Univers:  La Terre

     

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