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Espace secondaire 2

Voici les notes de cours que nous utiliserons dans le cadre du cours de sciences cette année. Dans cette section nous allons couvrir plusieurs concepts relatif au système solaire. Nous y traiterons des différentes planètes ainsi que les autres corps célestes qu'on y trouve également. Certains phénomènes qui y prennent place seront également abordés.

Table des matières

  • La gravité et la gravitation universelle
  • Le système solaire
  • Les planètes du système solaire
  • Les satellites naturels
  • Les comètes
  • Les aurores boréales
  • Les impacts météoritiques

La gravitation universelle

​La gravitation universelle est une force responsable de l'attraction entre des corps (comme les corps célestes) ayant une masse. Elle explique plusieurs phénomènes se produisant sur Terre.

Lorsque deux corps sont en présence l'un de l'autre, une force d'attraction, la force gravitationnelle, s'exerce entre eux.

Tous les corps célestes de l'Univers exercent des forces d'attraction entre eux, peu importe la taille ou la masse. Plus un objet a une grande masse, plus la force d'attraction sera grande. C'est ce qui explique pourquoi les êtres humains restent sur la surface de la Terre: la planète exerce une grande force d'attraction sur les humains.

L'intensité de la force gravitationnelle est variable. Elle dépend de deux facteurs, la masse et la distance des corps.

Source: Alloprof
Représentation du système solaire

Le système solaire

​Le système solaire est constitué d'une étoile, le Soleil, autour de laquelle gravitent huit planètes ainsi qu'un grand nombre d'autres astres de plus faible masse.

Il y a environ cinq milliards d'années, des poussières et des gaz se sont lentement agglomérés sous l'effet de la gravité pour former de gigantesques sphères: le Soleil et les planètes qui l'entourent. Notre système solaire s'est alors formé. La majeure partie de cette matière, principalement de l'hydrogène, s'est amassée pour former le Soleil. Les autres gaz et les poussières se sont plutôt agglomérés sous forme de planètes et d'astres de plus petite taille.

Le système solaire comprend en son centre une étoile, le Soleil, autour de laquelle gravitent huit planètes ainsi que des astéroïdes et des planètes naines. Presque à l'extrémité du système solaire se retrouve la ceinture de Kuiper et le nuage d'Oort, deux zones riches en astéroïdes, en noyaux de comètes, en gaz et en poussières interstellaires.

Définitions

  • Astre: objet naturel de l'Univers. Les termes corps céleste et objet céleste sont des synonymes.
  • Étoile: astre qui brille par lui-même grâce à l'énergie qu'il produit. Notre étoile est le Soleil.
  • Planète: astre qui ne brille pas par lui-même, de forme sphérique, qui tourne autour d'une étoile et dont l'orbite n'est partagée par aucun autre astre, sauf ses propres satellites. Notre planète est la Terre.
  • Planète naine: astre qui ne brille pas par lui-même, de forme sphérique, qui tourne autour d'une étoile et qui partage son orbite avec d'autres astres qui ne sont pas ses satellites. Cérès est une planète naine.
  • Satellite: astre en orbite autour d'un astre autre qu'une étoile. La Lune est notre satellite naturel.
  • Astéroïde: astre de forme irrégulière, en orbite autour du Soleil.
  • Comète: astre couvert de glace qui se sublime et se désagrège en partie lorsqu'il passe près du Soleil. La traînée qui en résulte forme une queue éclairée par le Soleil.

Le soleil et les planètes du système solaire.

​Une planète est un astre qui possède les trois caractéristiques suivantes:

  1. elle doit être en orbite autour d'une étoile;
  2. elle doit avoir une forme à peu près sphérique;
  3. elle doit avoir fait le vide autour d'elle, c'est-à-dire ne plus avoir de corps de taille comparable à la sienne sur une orbite proche, à l'exception de ses propres satellites.

Le soleil

Le Soleil est l'étoile de notre système solaire. Huit planètes orbitent autour de lui. Autrefois, on comptait dix planètes quand Cérès et Pluton étaient encore considérés comme de vraies planètes. Son diamètre est de 1,392 millions de kilomètres (109 fois le diamètre de la Terre) et sa masse représente près de 2 milliards de milliards de milliards de tonnes (2×10^30 kg ou 333 000 fois la masse de la Terre) : cela représente 99,86 % de la masse du système solaire soit près de mille fois la masse de tous les corps célestes qui gravitent autour de lui (y compris Jupiter).

Les planètes telluriques

Une planète tellurique (du latin tellus qui signifie la terre, le sol) est une planète essentiellement composée de roches et de métaux et possédant une surface solide.

Mercure

  • Surface caractérisée par de nombreux cratères, résultats d’impacts météoritiques;
  • Aucune trace d’eau;
  • Atmosphère presque inexistante, mis à part la présence de traces de gaz;
  • Écarts de température très grands (de −172∘C à 427∘C);
  • Révolution de 88 jours terrestres;
  • Rotation de 58,7 jours terrestres;
  • Aucun satellite connu.

Vénus

  • Relief qui présente de nombreuses montagnes, des canyons, des volcans et qui est criblé de cratères;
  • Aucune trace d’eau;
  • Atmosphère principalement composée de dioxyde de carbone (CO2), mais aussi d’azote (N2), de dioxyde de soufre (SO2) et d’acide sulfurique (H2S);
  • Effet de serre très important;
  • Température de 453∘C en moyenne;
  • Révolution de 224,7 jours terrestres;
  • Rotation de 243 jours terrestres;
  • Rotation rétrograde (sens de rotation horaire);
  • Aucun satellite connu.

Terre

  • Sol riche en sels minéraux, présence des cratères et relief très varié;
  • Importantes quantités d’eau (sous différentes formes, surtout salée), caractéristique de la présence de vie;
  • Atmosphère composée d’azote (N2), d’oxygène (O2), d’argon (Ar), mais aussi de dioxyde de carbone (CO2), de vapeur d’eau (H2O) et d’autres gaz;
  • Températures variant entre −60∘C et 45∘C;
  • Révolution de 365,25 jours terrestres;
  • Rotation de 24 heures terrestres;
  • 1 satellite connu: la Lune.

Mars

  • Sol rouge caractérisé par la présence d’hématite;
  • Relief très accentué et présence de nombreux cratères;
  • Présence de glace aux pôles;
  • Atmosphère principalement composée de dioxyde de carbone (CO2), mais également d’azote (N2), d’argon (Ar) et même d’oxygène (O2);
  • Écarts de température relativement importants (de −123∘C à 37∘C);
  • Présence des vents violents;
  • Révolution de 687 jours terrestres;
  • Rotation de 24,63 heures terrestres;
  • 2 satellites connus: Phobos et Deimos

Les planètes joviennes

Une planète jovienne (faisant référence à la planète Jupiter), ou planète géante gazeuse, est une planète volumineuse et peu dense composée essentiellement d'éléments gazeux.

Elles sont les plus grosses planètes du système solaire. Elles possèdent un grand nombre de satellites. De plus, dans notre système solaire, ces planètes possèdent des anneaux planétaires.

Jupiter

  • Plus grosse planète du système solaire;
  • Aucune lithosphère, même si un noyau est présent;
  • Aucune trace d’eau;
  • Importante atmosphère d’hydrogène (H2)et d’hélium (He), mais aussi d’ammoniac (NH3), de méthane (CH4) et d’éthane (C2H6);
  • Température dans la partie extérieure des nuages d’environ −153∘C;
  • Vents violents pouvant aller à plus de 500 km/h;
  • Révolution de 11,87 années terrestres;
  • Rotation de 9,93 heures terrestres;
  • 67 satellites connus dont Ganymède, Io et Europe

Saturne

  • Présence de milliers d’anneaux colorés qui sont faits de glace et de roche;
  • Aucune lithosphère, même si un noyau est présent;
  • Aucune trace d’eau;
  • Importante atmosphère d’hydrogène (H2), d’hélium (He), de méthane (CH4) et d’ammoniac(NH3)
  • Température dans la partie extérieure des nuages d’environ −185∘C;
  • Révolution de 29,46 années terrestres;
  • Rotation de 10,66 heures terrestres;
  • 62 satellites connus, dont Titan

Uranus

  • Qualifiée de géante de glace
  • Présence de gaz verdâtres formant une atmosphère composée d’hydrogène (H2), d’hélium (He) et de méthane (CH4);
  • Aucune lithosphère, même si un noyau est présent;
  • Aucune trace d’eau;
  • Température dans la partie extérieure des nuages d’environ −214∘C;
  • Révolution de 84,3 années terrestres;
  • Rotation de 17,2 heures terrestres;
  • 27 satellites connus.

Neptune

  • Qualifiée de géante de glace
  • Présence de gaz bleutés formant une atmosphère d’hydrogène (H2), d’hélium (He) et de méthane (CH4);
  • Aucune lithosphère, même si un noyau est présent;
  • Aucune trace d’eau;
  • Température dans la partie extérieure des nuages d’environ −225∘C;
  • Vents violents pouvant aller jusqu’à 2000 km/h;
  • Révolution de 164,8 années terrestres;
  • Rotation de 16,11 heures terrestres;
  • Rotation rétrograde (sens de rotation horaire);
  • 14 satellites connus.

La lune

La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre. Elle fait partie des objets de l'Univers explorés par l'Homme.

Elle est visible depuis la Terre, car elle est éclairée par le Soleil. La lune a quatre phases : nouvelle lune (pas de lune visible), premier quartier, pleine lune, dernier quartier.

Informations

  • Diamètre : 3 474 km
  • Poids : 73.500 000.000 000.000 000 t soit 0,0123 masse terrestre.
  • Distance de la Terre : De 363 300 à 405 500 km.
  • La Lune s'éloigne de la Terre de 3 cm par an.

Les satellites autres naturels

Un satellite naturel est un objet qui orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même et qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites artificiels. De tels objets sont également appelés lunes, par analogie avec la Lune, le satellite naturel de la Terre.

quelques satellites naturels du système solaire

Ce vidéo est long mais très complet.

Les planètes naines

Une planète naine est un objet céleste du système solaire de classe intermédiaire entre une planète et un petit corps.Les planètes naines sont une catégorie de planète récemment créée. Elles possèdent des caractéristiques des planètes en général, mais possèdent aussi quelques différences avec elles.

Tout comme le groupe des planètes, elle regroupe des astres qui possèdent les caractéristiques suivantes:

  • elles ne brillent pas par elles-mêmes
  • elles sont de forme sphérique
  • elles tournent autour d'une étoile.

Toutefois, contrairement aux planètes, les planètes naines partagent leurs orbites avec d'autres astres qui ne sont pas leurs satellites, entre autres, avec des astéroïdes.

On répertorie pour l'instant cinq objets célestes dans la catégorie des planètes naines.

  • Éris: la planète naine la plus massive connue, située au-delà de la ceinture de Kuiper, découverte en 2003 et identifiée en 2005;
  • Pluton: la planète naine la plus volumineuse connue, située après Neptune dans la ceinture de Kuiper, découverte en 1930;
  • Makemake: troisième plus grande planète naine connue, située dans la ceinture de Kuiper (après Neptune), découverte en 2005
  • Haumea: située dans la ceinture de Kuiper (après Neptune), découverte en 2004
  • Cérès: située dans la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter, découverte en 1801
Quelques planètes naines du système solaire

En bref....

Une comète

Les autres corps célestes

  • Les comètes
  • Les aurores polaires
  • Les impacts météoritiques

Les comètes

​Une comète est un petit astre formé de roches et de glace dont l'orbite elliptique passe près du Soleil.

Le nom «comète» vient du grec komêtês et signifie «astre chevelu». Vue de la Terre, une comète comprend deux parties principales:

Parties d'une comète
  • La tête: elle est formée d'un noyau de glace et de roches. Lorsque la comète s'approche du Soleil, la couche superficielle de ce noyau se pulvérise et libère du gaz et de la poussières en grande quantité. Le noyau s'entoure alors de ce que l'on nomme la chevelure.
  • La queue: elle apparaît lorsque qu'elle s'approche du Soleil et que la chevelure sont entraînés par le vent solaire. On peut distinguer deux queues. 1- La queue ionique est constituée de plasma (gaz ionisés). Elle est toujours dans la direction opposée au Soleil. 2- La queue de poussières, quant à elle est dirigée selon le plan de l’orbite de la comète.
Comètes célèbres
  • La comète de Halley passe près du Soleil à tous les 76 ans. Son dernier passage date de 1986.
  • La comète Hale-Bopp, visible en 1997, passe près du Soleil à tous les 240 ans.

Les aurores polaires

Une aurore polaire est un phénomène lumineux produit lorsque des particules du vent solaire entrent en collision avec les particules de l'atmosphère terrestre, plus précisément celles dans la thermosphère.

Au cours des réactions nucléaires qui se produisent dans le Soleil, une quantité énorme d'énergie est libérée, entraînant du même coup des particules nucléaires. Ce flux de matière émis par le Soleil qu'on appelle le vent solaire.

Les particules du vent solaire, si elles parvenaient à la surface de la Terre, y empêcheraient toute vie ou presque due à la a radioactivité du vent solaire. Heureusement, la Terre possède un bouclier de protection contre le vent solaire : la magnétosphère.

Définition: La magnétosphère représente un immense champ magnétique qui entoure la Terre de manière non circulaire.

Normalement, la magnétosphère absorbe les particules du vent solaire sans provoquer de phénomène particulier. Parfois, lorsque l'activité solaire est intense, il arrive que la quantité de particules libérées soit trop grande pour la capacité de la magnétosphère. Le trop-plein se déverse dans l'atmosphère près des pôles. Les particules du vent solaire entrent alors en collision avec les gaz présents dans la thermosphère. Cette interaction permet la production de lumière, rendant ainsi visible l'aurore polaire.

Impacts météoritiques

​​​Un impact météoritique est la collision d'une météorite de grande taille avec la surface de la Terre.

À chaque instant au cours de sa révolution, la Terre croise des poussières et des débris rocheux ou métalliques qui sont en suspension dans l'espace. Ces débris et poussières proviennent de la désintégration des comètes et des collisions d'astéroïdes. Attirés par la gravité terrestre, ils pénètrent alors dans l'atmosphère à très grande vitesse. Il est important de distinguer certains termes afin de bien comprendre ce phénomène.

  • Les météores et les étoiles filantes
  • Les météorites
  • Les impacts météoritiques

Les météores et les étoiles filantes

Un météore est un objet qui se consume entièrement en entrant en contact avec l'atmosphère de la Terre. En langage courant, on appelle un météore une étoile filante.

La majorité des débris qui entrent dans l'atmosphère n'atteignent pas la surface du sol. Ils se désintègrent lors du frottement avec les molécules de gaz présentes dans l'atmosphère. Cell-ci engendre une forte quantité d'énergie qui se dégage en lumière. La matière que constituent ces débris s'illumine et ils laissent derrière eux une traînée lumineuse. C'est ce qu'on appelle une étoile filante.

Pluie d'étoiles filantes

  • Les Perséides (constellation de Persée) à la mi-août
  • Les Léonides (constellation du Lion) en novembre.

Les météorites

Une météorite est un corps solide (rocheux ou ferreux) du milieu interplanétaire qui atteint la surface de la Terre ou d'un autre astre (planète, satellite naturel, astéroïde).

Lorsque les objets célestes ne se désintègrent pas entièrement dans l'atmosphère avant d'atteindre le sol, on parle alors de météorite. Ainsi, même si le frottement de l'air les ralentit et les dégrade partiellement, l'objet est de taille suffisamment grande pour atteindre la surface terrestre et il se déplace à une vitesse assez importante pour causer certains dommages lors de son impact avec le sol.

  • Il tombe entre 10 000 et 1 000 000 tonnes par année
  • La grande majorité de ces objets tombent dans la mer.
  • Plus de 25 000 météorites ont été récupérées dans le monde
  • 75 % des météorites ont été retrouvées en Antarctique.

La plus grosse......

La météorite la plus grosse découverte à ce jour a été trouvée en Namibie sur la ferme Hoba d’où elle tire son nom. C’est un énorme bloc de fer et de nickel qui pèse près de 60 tonnes

Les cratères

Lorsqu'une météorite est de taille importante (plusieurs centaines à quelques milliers de mètres) et qu'elle entre en collision avec la surface terrestre à grande vitesse (de 36 000 à 54 000 km/h), il arrive qu'un trou se forme au moment de l'impact avec le sol. Ce trou, le cratère météoritique, est nommé astroblème.

Heureusement, les impacts avec des météorites de grande taille sont assez rares sur la Terre; on estime qu'ils ont lieu environ tous les 1000 ans.

Taille de la météorite Fréquence des impacts

  • 1 mm Environ toutes les 30 secondes.
  • 1 m Environ tous les ans.
  • 10 m Environ tous les 100 ans.
  • 100 m Environ tous les 1000 ans.
  • 10 km Environ tous les 100 millions d'années.

La taille d'un astroblème est généralement vingt fois plus grande que la taille de la météorite qui l'a produit. Le cratère de Vredefort, situé en Afrique du Sud, est le plus grand et le plus ancien du monde. Il mesure plus de 300 km de diamètre et il a été formé il y a plus de 2 milliards d’années.

Plusieurs de ces cratères sont assez difficiles à détecter, car, avec le temps, l'érosion et la sédimentation les ont en partie effacés. Outre la surface terrestre, les autres astres solides de notre système solaire sont aussi couverts de cratères météoritiques.

Carte des impacts météoritiques du Québec.

Credits:

Created with images by European Southern Observatory - "Artist’s impression of the planet Beta Pictoris b" • Luigi Mengato - "Moon" • 1980supra - "space stars photoshop" • ancientartpodcast.org - "Halley's Comet, 8 March 1986 (LSPN/NASA)" • nick_russill - "Northern Lights, Greenland" • Kris*M - "Meteor crate"

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