Le système solaire est une chose magnifique à contempler. Entre ses quatre planètes terrestres, ses quatre géantes gazeuses, ses multiples planètes mineures composées de glace et de roche, et ses innombrables lunes et petits objets, il ne manque tout simplement pas de choses à étudier et à captiver. Ajoutez à cela notre Soleil, une ceinture d’astéroïdes, la ceinture de Kuiper et de nombreuses comètes, et vous avez de quoi vous occuper pour le reste de votre vie.
Mais pourquoi exactement les plus gros corps du système solaire sont-ils ronds ? Que l’on parle de lune comme Titan, ou de la plus grande planète du système solaire (Jupiter), les grands corps astronomiques semblent privilégier la forme d’une sphère (bien qu’elle ne soit pas parfaite). La réponse à cette question a à voir avec le fonctionnement de la gravité, sans parler de la façon dont le système solaire a vu le jour.
Formation:
Selon le modèle le plus largement accepté de la formation des étoiles et des planètes – alias l’hypothèse nébulaire – notre système solaire a commencé comme un nuage de poussière et de gaz tourbillonnant (c’est-à-dire une nébuleuse). Selon cette théorie, il y a environ 4,57 milliards d’années, un événement a provoqué l’effondrement du nuage. Cela aurait pu être le résultat du passage d’une étoile, ou des ondes de choc d’une supernova, mais le résultat final a été un effondrement gravitationnel au centre du nuage.
En raison de cet effondrement, des poches de poussière et de gaz ont commencé à se rassembler en régions plus denses. Comme les régions plus denses ont attiré plus de matière, la conservation du momentum a fait qu’elles ont commencé à tourner tandis que l’augmentation de la pression les a fait chauffer. La plupart de la matière s’est retrouvée en boule au centre pour former le Soleil tandis que le reste de la matière s’est aplatie en disque qui a tourné autour de lui – c’est-à-dire un disque protoplanétaire.
Les planètes se sont formées par accrétion à partir de ce disque, dans lequel la poussière et le gaz ont gravité ensemble et se sont coalisés pour former des corps de plus en plus grands. En raison de leurs points d’ébullition plus élevés, seuls les métaux et les silicates pouvaient exister sous forme solide plus près du Soleil, et ceux-ci allaient finalement former les planètes terrestres de Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Comme les éléments métalliques ne constituaient qu’une très petite fraction de la nébuleuse solaire, les planètes terrestres ne pouvaient pas devenir très grandes.
En revanche, les planètes géantes (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune) se sont formées au-delà du point situé entre les orbites de Mars et de Jupiter où la matière est suffisamment froide pour que les composés glacés volatils restent solides (c’est-à-dire la ligne de gel). Les glaces qui ont formé ces planètes étaient plus abondantes que les métaux et les silicates qui ont formé les planètes internes terrestres, ce qui leur a permis de devenir suffisamment massives pour capturer de grandes atmosphères d’hydrogène et d’hélium.
Les débris restants qui ne sont jamais devenus des planètes se sont rassemblés dans des régions telles que la ceinture d’astéroïdes, la ceinture de Kuiper et le nuage de Oort. Voilà donc comment et pourquoi le système solaire s’est formé en premier lieu. Pourquoi les plus gros objets se sont-ils formés en sphères plutôt qu’en carrés ? La réponse à cette question est liée à un concept connu sous le nom d’équilibre hydrostatique.
Equilibre hydrostatique:
En termes astrophysiques, l’équilibre hydrostatique désigne l’état où il y a un équilibre entre la pression thermique vers l’extérieur provenant de l’intérieur d’une planète et le poids de la matière qui se presse vers l’intérieur. Cet état se produit lorsqu’un objet (une étoile, une planète ou un planétoïde) devient si massif que la force de gravité qu’il exerce l’amène à s’effondrer dans la forme la plus efficace – une sphère.
Typiquement, les objets atteignent ce point une fois qu’ils dépassent un diamètre de 1 000 km (621 mi), bien que cela dépende également de leur densité. Ce concept est également devenu un facteur important pour déterminer si un objet astronomique sera désigné comme une planète. Ceci est basé sur la résolution adoptée en 2006 par la 26e assemblée générale de l’Union astronomique internationale.
Selon la résolution 5A, la définition d’une planète est la suivante :
- Une « planète » est un corps céleste qui (a) est en orbite autour du Soleil, (b) a une masse suffisante pour que son autogravité surmonte les forces des corps rigides de sorte qu’il adopte une forme d’équilibre hydrostatique (presque ronde), et (c) a dégagé le voisinage de son orbite.
- Une « planète naine » est un corps céleste qui (a) est en orbite autour du Soleil, (b) a une masse suffisante pour que son autogravité surmonte les forces des corps rigides de sorte qu’il adopte une forme d’équilibre hydrostatique (presque ronde) , (c) n’a pas dégagé le voisinage de son orbite, et (d) n’est pas un satellite.
- Tous les autres objets, à l’exception des satellites, en orbite autour du Soleil seront désignés collectivement comme « petits corps du système solaire ».
Alors pourquoi les planètes sont-elles rondes ? Eh bien, c’est en partie parce que lorsque les objets deviennent particulièrement massifs, la nature favorise qu’ils adoptent la forme la plus efficace. D’un autre côté, nous pourrions dire que les planètes sont rondes parce que c’est ainsi que nous choisissons de définir le mot « planète ». Mais là encore, « une rose par tout autre nom », n’est-ce pas ?
Nous avons écrit de nombreux articles sur les planètes solaires pour Universe Today. Voici pourquoi la Terre est ronde, pourquoi tout est sphérique, comment s’est formé le système solaire, et voici quelques faits intéressants sur les planètes.
Si vous souhaitez plus d’informations sur les planètes, consultez la page d’exploration du système solaire de la NASA, et voici un lien vers le simulateur de système solaire de la NASA.
Nous avons également enregistré une série d’épisodes d’Astronomy Cast sur chaque planète du système solaire. Commencez ici, épisode 49 : Mercure.