Le système solaire

C’est l’étude des planètes de notre système solaire, qui s’étendra peut-être à celui des planètes extra solaires quand elles nous seront plus accessibles.

C’est avec l’étude de leurs mouvements qu’a débuter l’astronomie. On en dénombre neuf : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune et toutes ont reçu la visite d’une sonde terrienne comme le rappelle la série américaine ci dessus ! Pluton, non encore explorée par nos sondes, n’est plus une planète. Elle a été déclassée en planétoïde (corps plus petits et semble t-il très nombreux dans la banlieue du soleil au delà de l’orbite de Neptune).

Les planètes sont très représentées sur les timbres, et cette partie peut être développée lors d’une thématique avec une présentation de chacune des planètes de notre système solaire.

La plupart des planètes sont accompagnés de satellites. La Lune est sans doute le plus étudié car le plus proche de nous. Mais ces dernières années, c’est Titan qui aiguise les curiosités car il contiendrait des lacs de méthane liquide susceptibles d’abriter la vie.

Comètes, météorites et autres

Mais il n’y a pas que les planètes et les satellites dans notre système solaire. Les astéroïdes dont la taille varie de quelques dizaines de mètres à quelques milliers de kilomètres. 390 000 ont été découverts à ce jour. A la différence des comètes, leur orbite est faiblement elliptique (quasi circulaire). On en rencontre un grand nombre entre les orbites de Mars et Jupiter.

Les météorites sont de petits objets (quelques mètres à quelques centaines de mètres de diamètres) qui ont une orbite très elliptique autour du soleil et sont amenés à croiser celle de la terre.

Les comètes viennent de plus loin, au delà de Neptune. Elles sont sphériques et peuvent atteindre une dizaine de km de diamètre. Elles ont des orbites fortement elliptiques Leur chevelure caractéristique, qui peut atteindre un million de km, est due à l’évaporation lorsqu’elle se rapproche du soleil. Un énorme réservoir de comètes se trouve dans les nuages de Oort très au delà de l’orbite de Neptune.

Les planètes extra solaire

Avec l’amélioration des techniques, on commence à détecter des planètes autour des étoiles de notre voisinage. C’est une branche nouvelle de l’astronomie en plein essor : l’exoplanétologie. On s’aperçoit que les systèmes planétaires sont assez communs et très différents les uns des autres. Par exemple, on connait des « Jupiter chaud », planètes géantes formées de gaz et gravitant très près de leur soleil (au niveau de Mercure par comparaison). De plus, les nébuleuses planétaires, nuages de gaz et de poussières que l’on a découvert autour de certaines étoiles conforte notre idée que les planètes se sont formées par accrétion de poussières puis de corps de plus en plus gros.

Les étoiles

Ce sont elles que l’on voit briller dans le ciel la nuit. Ce sont des boules de gaz (environ 80% d’hydrogène, 20% d’hélium). Bien sûr, l’étoile la plus étudiée est le soleil. C’est pendant les éclipses que l’on découvre les protubérances, énormes explosions de surface qui projettent la matière dans l’espace.

Le soleil est un très bon exemple de la mécanique stellaire. La pression et la température très élevées en leur centre permettent le déclenchement des réactions nucléaires de fusion (deux atomes d’hydrogène donnant un d’hélium), rejetant au passage d’énormes quantités d’énergie sous forme de photons (la lumière que nous recevons du soleil, qui est une étoile tout à fait commune).

Le timbre étatsunien (ci-dessus à gauche) montre une coupe du soleil. A centre, le cœur où se déroulent les réactions nucléaires de fusion, créatrices des photons. La température y est de 15 millions de degrés, son rayon de Il est entouré de la zone radiative, assez chaude (2 millions de degrés) pour que les photons absorbés et réémis par la matière transmettent seuls l’énergie vers la zone convective, plus froide (de 2 millions à 5800°), où ce sont des mouvements de matières qui amènent l’énergie vers la photosphère, (ci-dessus à droite sur le timbre de St marin) la « surface » du soleil que nous voyons, avec ses taches, marques de la convection profonde)

La lumière que nous recevons est émise par la photosphère avec d’autres particules, le vent solaire. Mais le soleil est entouré d’une atmosphère, divisée en trois région. D’abord la chromosphère, qui n’est visible que lors des éclipses, puis la couronne qui forme un halo autour de la chromosphère. Enfin, l’héliosphère s’étend jusqu’aux confins du système solaire ; c’est elle qui nous protège des rayonnements cosmiques.

Une éruption solaire est un événement primordial de l’activité du Soleil. Elle se produit à la surface de la photosphère et projette au travers de la chromosphère un jet de matière ionisée qui se perd dans la couronne à des centaines de milliers de km d’altitude

Le diagramme, sur le timbre mexicain ci-contre, montre que la magnitude absolue (la brillance) d’une étoile est proportionnelle à la température de sa surface. Plus elle brille, plus elle est chaude et plus elle est massive. En effet, plus une étoile est massive, plus la pression au centre est importante, ce qui favorise les réactions nucléaires qui s’y déroulent plus rapidement. Ce qui fait qu’une étoile massive brule ses réserves d’hydrogène plus vite qu’une autre moins massive. Ainsi notre soleil vivra environ 10 milliards d’années, une étoile 100 fois plus massive, une dizaine de millions d’années.

Donc les étoiles sont mortelles. Une fois l’hydrogène épuisé, elles bruleront leur hélium pour donner du carbone . A ce moment l’étoile se gonfle démesurément et devient une nova (par exemple le soleil atteindra l’orbite de Vénus quand il sera dans cette phase dans 4 à 5 milliards d’année). Puis arrivera le moment où le carburant manquera, alors, l’étoile se contractera et, si sa masse initiale est faible, elle deviendra une naine brune, un astre sombre mort, qui ne rayonne plus.

Les étoiles les plus massives (10 fois le soleil) ont un autre destin : elles terminent leur vie par une phase explosive (appelée supernovae), donnant naissance à une étoile à neutrons (corps aussi lourd que le soleil mais de quelques kilomètres de diamètre et formée uniquement de neutrons), ou bien pour les plus massives à un trou noir.

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