planétaires, formation des systèmes - astronomie.

planétaires, formation des systèmes - astronomie. 1 PRÉSENTATION planétaires, formation des systèmes, formation et évolution des planètes, satellites, astéroïdes, météorites et autres corps célestes à partir de nébuleuses condensées dans des étoiles. 2 ÉTOILES Les premières étoiles se sont formées avec l'hydrogène primordial et l'hélium produits lors du big bang à l'origine de l'Univers ; elles ne peuvent pas avoir eu de satellite naturel, les éléments lourds nécessaires à leur formation étant inexistants. Les systèmes planétaires sont tous des systèmes de seconde génération ou plus, constitués des débris des générations précédentes d'étoiles, dans lesquelles se sont formés par nucléosynthèse des éléments lourds, qui ont ensuite été dispersés dans l'espace lors des explosions stellaires. Aujourd'hui encore, une étoile se forme à partir d'une matière gazeuse homogène, se condensant en un nuage, qui, sous l'effet de sa propre masse, se concentre (augmentation de la densité, de la température et de la pression) jusqu'à provoquer les réactions nucléaires permettant la transmutation des éléments chimiques. C'est juste avant sa mort que l'astre synthétise des éléments lourds. On suppose qu'après la première nucléosynthèse, qui s'est déroulée au tout début de la formation de l'Univers, une deuxième nucléosynthèse a eu lieu, cette fois dans les étoiles, de manière progressive comme sous-produit des réactions nucléaires lentes, ou lors de nucléosynthèses explosives. Voir aussi Étoile. 3 COLLAPSUS DU NUAGE PRIMORDIAL Initialement, les systèmes planétaires auraient été constitués de nébuleuses -- accumulation de gaz et de particules de poussières --, qui se seraient contractées sous l'effet de la gravitation. Ils n'auraient pas pris forme isolément. Les nébuleuses sont si grandes qu'un seul collapsus permet la formation de plusieurs milliers d'étoiles comme le Soleil. Lorsqu'une nébuleuse commence à se contracter, ce qui pourrait être dû à son passage dans l'un des bras spiraux de la galaxie dans laquelle elle se trouve, les différents fragments de la nébuleuse cessent de tourner dans des directions opposées, sa vitesse de rotation augmente, et elle assume la forme d'un disque. Pendant la formation des étoiles, dans ce disque transportant des débris se forment aussi les planètes, suite à des collisions et à des agrégations successives de matière. 4 PLANÈTES 4.1 Planètes rocheuses Durant le processus d'accrétion, les débris s'agglomèrent ; ainsi, ils peuvent donner lieu à des agrégats pouvant atteindre 1 km de diamètre, comme les astéroïdes qui orbitent en profusion entre Mars et Jupiter aujourd'hui. L'augmentation de la masse provoque l'accroissement de leur pouvoir d'attraction gravitationnelle, drainant un essaim de débris en orbite, les heurtant de temps en temps, les intégrant souvent, pour enfin donner lieu à des planètes et des satellites. Dans notre propre système planétaire (voir Solaire, Système), quatre planètes rocheuses sont en orbite autour du Soleil, chacune s'étant formée comme indiqué précédemment : Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Ce sont les planètes telluriques, ou intérieures, essentiellement composées de roches et de fer. 4.2 Planètes gazeuses À l'extérieur de la ceinture d'astéroïdes située entre les orbites de Mars et de Jupiter, notre système planétaire contient quatre planètes géantes, ou extérieures, constituées essentiellement de gaz et de glace : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Un petit coeur rocheux probablement, mais surtout une énorme masse gazeuse paraît être le modèle des planètes qui se sont formées à grande distance de l'étoile-mère. 5 SATELLITES Les planètes extérieures ne sont pas isolées. Autour d'elles gravitent un cortège de satellites et des anneaux, constituant un système planétaire miniature. Bien que quelques-uns des satellites aient pu capturer des parties de débris cosmiques, nombre d'entre eux se sont formés en orbite autour de leur planète, par les mêmes processus d'accroissement et d'attraction gravitationnelle qui ont permis la formation des planètes. En effet, quand des astres de grande dimension se forment par attraction gravitationnelle de débris dans l'espace, ils sont accompagnés par une famille de corps plus petits qui orbitent autour d'eux, conformément au modèle de formation des systèmes planétaires autour d'une ou de plusieurs étoiles. Voir aussi Satellite naturel. 6 PETITS CORPS CÉLESTES De très nombreuses étoiles ne sont pas solitaires, mais appartiennent à des systèmes comportant deux étoiles ou plus, dans lesquels les planètes ne peuvent se former que plus difficilement, les débris ne se trouvant pas sur des orbites stables : les protoplanètes sont constamment transportées, en raison d'influences gravitationnelles conflictuelles, d'une orbite à une autre. Dans ces systèmes, ce sont des morceaux de décombres cosmiques, comme les éléments de notre ceinture d'astéroïdes, qui gravitent autour des étoiles. Dans notre système planétaire, après que les quatre principaux corps qui sont devenus les planètes intérieures ont pris forme dans le disque de décombres gravitant autour du jeune Soleil, de nombreux corps plus petits, en suivant leur propre orbite autour du Soleil, ont continué à circuler parmi celles-ci. La cratérisation de la surface de la Lune témoigne des effets du « bombardement « qui s'est poursuivi après la formation des planètes ; des cratères similaires ont été photographiés par les sondes spatiales qui ont observé la planète Mercure, qui (comme la Lune) n'a pas d'atmosphère érodant les traces de cet ancien bombardement. Ce bombardement serait typique de la manière dont se sont formées les planètes, bien que nous ne disposions que de l'exemple de notre propre système planétaire pour l'étudier en détail. C'est par datation de roches terrestres, lunaires et météoritiques que l'on est parvenu à déterminer l'âge de formation des planètes rocheuses du Système solaire : le processus de leur constitution aurait débuté il y a 4,5 milliards d'années environ, au moment de la formation du Soleil, et le bombardement aurait pris fin il y a environ 4 milliards d'années. Dans le disque originel de débris gravitant autour du Soleil avec lesquels les planètes se sont formées, la région actuellement occupée par la ceinture d'astéroïdes aurait contenu suffisamment de matière pour constituer une planète quatre fois plus lourde que la Terre. Originellement, les particules présentes dans cette région auraient gravité autour du jeune Soleil sur des orbites pratiquement circulaires, côte à côte ; ainsi, elles seraient rentrées en collision les unes avec les autres sans violence, ce qui aurait favorisé leur union. Mais lorsque la masse de Jupiter augmenta considérablement par accrétion, son influence gravitationnelle aurait perturbé les orbites de ces corps célestes. Cette orbite a fini par devenir elliptique, en entrecroisant d'autres dans un enchevêtrement confus. Il en résulta que des morceaux de roche ayant atteint une taille considérable se sont heurtés à de très grande vitesse, si puissamment qu'au lieu de s'agglomérer pour constituer des astres de taille supérieure (et éventuellement une planète), ils se sont brisés. On suppose que plusieurs super-astéroïdes de taille équivalente à la planète Mars se seraient formés dans la région correspondant à la ceinture d'astéroïdes actuelle avant de se briser de la sorte. Durant la moitié des années 1990, des astronomes ont identifié différents systèmes planétaires dans lesquels des étoiles sont accompagnées de planètes d'une taille comparable à celle de Jupiter. Voir Solaire, Système ; Univers, origine de l'. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.