Le système solaire

Le système solaire s’est formé il y a environ 4,57 milliards d’années à partir de l’effondrement d’un nuage de gaz et de poussières. Le Soleil, qui concentre environ 99,86 % de sa masse, en occupe le centre. Autour de lui gravitent, dans l’ordre : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Au-delà s’étendent la ceinture de Kuiper, peuplée de corps glacés comme Pluton, puis le lointain nuage d’Oort, réservoir des comètes.

L’ordre des planètes

Du Soleil vers l’extérieur : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune. Un moyen mnémotechnique classique en français : « Me Voici Toute Mouillée, J'ai Suivi Un Nuage » (Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune).

Tableau des planètes du système solaire

L'unité astronomique (UA) vaut la distance moyenne Terre-Soleil, fixée à exactement 149 597 870,7 km. Les nombres de lunes changent régulièrement avec les découvertes, surtout pour les planètes géantes, entourées de nombreux petits satellites irréguliers de quelques kilomètres. La durée du jour indiquée est la période de rotation sidérale.

Planètes telluriques et planètes géantes

Cette répartition s’explique par la formation du système : près du jeune Soleil, il faisait trop chaud pour que les glaces se condensent, et seuls roches et métaux ont pu s’agglomérer. Au-delà de la « ligne des glaces », située entre Mars et Jupiter, les embryons de planètes, plus massifs, ont pu capter d’énormes quantités de gaz.

Les planètes une par une

• Mercure : la plus petite et la plus proche du Soleil. Sans atmosphère notable, elle passe d’environ 430 °C le jour à −180 °C la nuit.
• Vénus : de taille proche de la Terre, mais couverte d’une atmosphère de CO2 90 fois plus dense que la nôtre ; l'effet de serre y porte la surface à environ 465 °C, ce qui en fait la planète la plus chaude. Elle tourne sur elle-même dans le sens inverse des autres planètes, et plus lentement qu’elle ne tourne autour du Soleil.
• Terre : seule planète connue à abriter la vie et de l’eau liquide stable en surface (voir la Terre, une planète).
• Mars : la planète rouge, colorée par l’oxyde de fer. Elle abrite le plus haut volcan du système solaire, Olympus Mons, et porte les traces d’anciennes rivières.
• Jupiter : la plus grande, plus de deux fois plus massive que toutes les autres planètes réunies. Sa Grande Tache rouge est une tempête observée depuis plus de 150 ans.
• Saturne : célèbre pour ses anneaux de glace, larges de quelque 280 000 km mais épais en général de quelques dizaines de mètres seulement. Sa densité moyenne est inférieure à celle de l’eau. Sa lune Titan possède une atmosphère épaisse et des lacs de méthane.
• Uranus : son axe de rotation est incliné d’environ 98° : elle « roule » sur son orbite, probablement à la suite d’une collision géante.
• Neptune : la plus lointaine, découverte en 1846 par le calcul (Urbain Le Verrier) avant d’être observée. Ses vents dépassent 2 000 km/h, les plus rapides du système solaire.

Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne sont visibles à l’œil nu et connues depuis l’Antiquité. Uranus a été découverte par William Herschel en 1781, Neptune par Johann Galle le 23 septembre 1846 sur les indications de Le Verrier.

Les planètes naines et les petits corps

Les planètes naines

L’UAI en reconnaît cinq : Cérès (dans la ceinture d’astéroïdes), Pluton, Éris, Hauméa et Makémaké (au-delà de Neptune). D’autres candidats sont à l’étude. Pluton, découverte en 1930 par Clyde Tombaugh, a perdu son statut de planète le 24 août 2006, lors de l’assemblée générale de l’UAI à Prague, après la découverte d’Éris, de masse comparable, et de nombreux objets semblables. La sonde New Horizons l’a survolée le 14 juillet 2015.

Astéroïdes, comètes et météorites

• La ceinture principale d’astéroïdes, entre Mars et Jupiter, regroupe des millions de corps rocheux ; leur masse totale ne représente que quelques pour cent de celle de la Lune.
• La ceinture de Kuiper, au-delà de Neptune (de 30 à environ 50 UA), contient des corps glacés, dont Pluton.
• Le nuage d’Oort, hypothétique, entourerait le système solaire jusqu’à des dizaines de milliers d’UA ; il serait la source des comètes à longue période.
• Une comète est un noyau de glace et de poussière qui développe une chevelure et des queues en approchant du Soleil. La comète de Halley revient tous les 76 ans environ (dernier passage en 1986, prochain en 2061).
• Une météorite est un fragment qui atteint le sol ; l’étoile filante (météore) est la traînée lumineuse d’une poussière qui brûle dans l'atmosphère.

Comment s’est formé le système solaire ?

Selon le modèle de la nébuleuse solaire, admis par les astronomes :

1. Il y a environ 4,57 milliards d’années, un nuage de gaz et de poussières s’effondre sous l’effet de sa propre gravité, peut-être déclenché par l’explosion d’une étoile voisine.
2. Le nuage, en tournant, s’aplatit en disque ; la matière concentrée au centre forme le Soleil.
3. Dans le disque, les poussières s’agglomèrent en grains, puis en planétésimaux de quelques kilomètres, qui fusionnent en embryons de planètes.
4. En quelques dizaines de millions d’années, les planètes telluriques achèvent leur croissance par des collisions géantes, dont celle qui a probablement donné naissance à la Lune.

C’est pourquoi toutes les planètes tournent autour du Soleil dans le même sens et à peu près dans le même plan. L’âge du système est déterminé par la datation radioactive des plus anciennes inclusions des météorites (4,567 milliards d’années).

Les dimensions du système solaire

Les distances dépassent l’intuition. Si le Soleil avait la taille d’un ballon de football (22 cm), la Terre serait une tête d’épingle de 2 mm située à 24 m, Jupiter une bille de 2,3 cm à 123 m, et Neptune une perle de 8 mm à plus de 700 m.

Lancée en 1977, Voyager 1 est l’objet humain le plus lointain ; elle a quitté l’héliosphère, la bulle de vent solaire, le 25 août 2012. Le système solaire est lui-même situé à environ 26 000 années-lumière du centre de la Voie lactée, autour duquel il tourne en environ 230 millions d’années.

Explorer le système solaire

Toutes les planètes ont été visitées par au moins une sonde. Quelques missions marquantes :

L’histoire de l’exploration est détaillée dans la fiche conquête spatiale.

Questions fréquentes

Combien y a-t-il de planètes dans le système solaire ?

Huit : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Il y en avait officiellement neuf avant le reclassement de Pluton en planète naine en 2006.

Quelle est la plus grosse planète du système solaire ?

Jupiter : son diamètre est environ 11 fois celui de la Terre et sa masse 318 fois plus grande. La plus petite est Mercure, à peine plus grande que la Lune.

Quelle est la planète la plus chaude ?

Vénus, avec une température de surface d’environ 465 °C, bien qu’elle soit deux fois plus loin du Soleil que Mercure. Son épaisse atmosphère de CO2 piège la chaleur par effet de serre.

Existe-t-il une neuvième planète ?

Certains astronomes supposent l’existence d’une « planète Neuf », plusieurs fois plus massive que la Terre, très loin au-delà de Neptune, pour expliquer les orbites de certains objets de la ceinture de Kuiper. Elle n’a jamais été observée et son existence reste une hypothèse.

Le système solaire est-il unique ?

Non. Depuis 1995, plus de 6 000 planètes ont été découvertes autour d’autres étoiles (voir exoplanètes). Mais on ne connaît pas encore de système qui ressemble tout à fait au nôtre.