L'essentiel à connaître
Le système solaire, c'est le Soleil et tout ce qui tourne autour de lui. Le Soleil est une étoile : il produit sa propre lumière grâce aux réactions nucléaires de son cœur. Huit planètes tournent autour de lui, de la plus proche à la plus lointaine : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.
Définition : Une planète est un astre qui tourne autour du Soleil, assez massif pour être presque rond, et qui a fait place nette autour de son orbite, la trajectoire qu'elle suit autour du Soleil (Union astronomique internationale, 2006). Pluton, qui partage sa région avec d'autres corps, ne remplit pas la dernière condition : c'est une planète naine.
Les quatre premières sont des planètes telluriques : rocheuses, avec un sol solide. Les quatre autres sont des géantes sans sol solide : Jupiter, la plus grande, et Saturne sont gazeuses ; Uranus et Neptune sont des géantes de glaces. Une planète ne produit pas de lumière : elle diffuse, c'est-à-dire renvoie dans toutes les directions, celle du Soleil. Vénus est la plus chaude, avec environ 470 °C en surface, car son atmosphère, faite à 96 % de dioxyde de carbone, retient la chaleur : c'est l'effet de serre (CNES).
Ce qui retient tout ce monde, c'est la gravitation : une attraction à distance entre tous les objets qui ont une masse. Le Soleil, de loin le plus massif, maintient ainsi les planètes sur leur orbite. La Terre tourne sur elle-même en un jour, d'où le jour et la nuit, et autour du Soleil en un an. Ses saisons viennent de l'inclinaison de son axe de rotation, pas de sa distance au Soleil : elle en est même au plus près en janvier (NASA).
Le Soleil n'est qu'une étoile de notre galaxie, la Voie lactée : une galaxie est un gigantesque regroupement d'étoiles. L'Univers compte un nombre immense de galaxies. Pour des distances aussi grandes, on utilise l'unité astronomique, qui vaut à peu près la distance moyenne entre la Terre et le Soleil, et l'année-lumière, la distance parcourue par la lumière dans le vide en un an. Comme la lumière met du temps à voyager, regarder loin, c'est voir le passé.
Formule : la durée d'un trajet de la lumière est $t = \dfrac{d}{v}$, avec $d$ la distance en km et $v \approx 300\,000\ \text{km/s}$ : $t$ est alors en secondes. Repères : une unité astronomique vaut environ 150 millions de km, une année-lumière environ 9 460 milliards de km.
Piège classique : Une « étoile filante » n'est pas une étoile. C'est un météore : un petit caillou ou une poussière venue de l'espace qui brûle en entrant dans l'atmosphère de la Terre. Et l'année-lumière n'est pas une durée : c'est une distance.
Quiz : teste tes connaissances
Les questions vont des plus faciles aux plus piégeuses : garde ton attention pour les trois dernières.
Question 1 : Quelle est la planète la plus proche du Soleil ?
Réponse : B. Mercure est la première planète en partant du Soleil. Le piège, c'est Vénus, qu'on voit souvent briller le soir : elle n'arrive qu'en deuxième position.
Question 2 : Combien de planètes compte le système solaire ?
Réponse : D. Le système solaire compte huit planètes, de Mercure à Neptune. Le piège, c'est 9 : Pluton a longtemps été comptée comme une planète, mais depuis 2006 c'est une planète naine, car elle n'a pas fait place nette autour de son orbite.
Question 3 : Quel groupe ne contient que des planètes telluriques ?
Réponse : A. Les quatre planètes les plus proches du Soleil sont rocheuses, avec un sol solide. Le piège, c'est D : Jupiter suit Mars, mais c'est une géante gazeuse, sans sol où se poser.
Question 4 : Quelle est la plus grande planète du système solaire ?
Réponse : C. Jupiter est la plus grande des planètes. Le piège, c'est Saturne : ses anneaux la rendent spectaculaire, mais elle est plus petite que Jupiter.
Question 5 : Par une nuit claire, Jupiter brille comme une étoile. D'où vient la lumière qu'on reçoit d'elle ?
Réponse : C. Une planète ne produit pas de lumière : elle diffuse celle qu'elle reçoit du Soleil, comme la Lune. Le piège, c'est A : seule une étoile produit sa propre lumière, et Jupiter n'en est pas une, même si à l'œil nu elle y ressemble.
Question 6 : Qu'est-ce qui maintient les planètes sur leur orbite autour du Soleil ?
Réponse : A. Le Soleil, de loin l'objet le plus massif du système solaire, attire les planètes à distance : c'est la gravitation qui courbe leur trajectoire autour de lui. Le piège, c'est B : un aimant attire aussi à distance, mais ce n'est pas le magnétisme qui retient les planètes.
Question 7 : Du plus petit au plus grand, quel classement est juste ?
Réponse : D. Une planète fait partie du système solaire, minuscule coin de notre galaxie, la Voie lactée, qui n'est qu'une galaxie parmi d'autres dans l'Univers. Le piège, c'est A : on confond souvent galaxie et système solaire, alors qu'une galaxie regroupe un très grand nombre d'étoiles, dont le Soleil.
Question 8 : Une « étoile filante », qu'est-ce que c'est ?
Réponse : B. Une étoile filante est un météore : un caillou ou une poussière venue de l'espace entre très vite dans l'atmosphère et brûle en laissant une traînée lumineuse. Le piège, c'est A : malgré son nom, ce n'est pas une étoile du tout, et tout se passe dans notre atmosphère.
Question 9 : La lumière va à $v \approx 300\,000\ \text{km/s}$ et le Soleil est à $d \approx 150\,000\,000\ \text{km}$ de la Terre. Combien de temps sa lumière met-elle pour nous parvenir ?
Réponse : A. $t = \dfrac{d}{v} = \dfrac{150\,000\,000\ \text{km}}{300\,000\ \text{km/s}} = 500\ \text{s}$, et $500\ \text{s} = 8 \times 60\ \text{s} + 20\ \text{s}$, soit $8\ \text{min}\ 20\ \text{s}$. Le piège, c'est C : avec une distance en km et une vitesse en km/s, le résultat est en secondes, pas en minutes. La réponse D vient d'une division à l'envers.
Question 10 : Quelle est la planète la plus chaude du système solaire ?
Réponse : D. Vénus atteint environ 470 °C en surface : son atmosphère épaisse de dioxyde de carbone retient la chaleur par effet de serre. Le piège, c'est Mercure : elle est plus proche du Soleil, mais elle n'a presque pas d'atmosphère pour garder sa chaleur, et ses nuits sont glaciales.
Question 11 : Une étoile est située à 4 années-lumière de la Terre. Que peut-on en déduire ?
Réponse : B. Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière en un an : la lumière de cette étoile a voyagé 4 ans, et on la voit telle qu'elle était il y a 4 ans. Le piège, c'est A : une fusée va beaucoup moins vite que la lumière, il lui faudrait bien plus de 4 ans.
Question 12 : En France, pourquoi fait-il plus chaud en été qu'en hiver ?
Réponse : C. Comme l'axe de la Terre est incliné, la moitié nord de la Terre, où se trouve la France, penche vers le Soleil en été : le Soleil y monte plus haut dans le ciel et les journées y sont plus longues. Le piège, c'est A : la Terre est au plus près du Soleil en janvier, en plein hiver chez nous.
Sources
- Union astronomique internationale, « Pluto and the Developing Landscape of Our Solar System » (définition d'une planète, 2006).
- CNES, « La planète Vénus ».
- NASA Space Place, « What Causes the Seasons? ».