17 Jan 2012

Les planètes : composition (deuxième partie)

Submitted by Anonyme (non vérifié)

Dans notre système solaire, il existe deux sortes de planètes : les planètes telluriques (Mercure, Venus, Terre, Mars) et les géantes gazeuses (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune). Il existe de la même manière des exoplanètes telluriques et des géantes gazeuses à l'extérieur du système solaire.

Il est intéressant de remarquer que toutes les planètes telluriques de notre système solaire sont d'une part toutes regroupées et, d'autre part, les quatre plus proches du Soleil.

La différence entre ces planètes provient de leur composition : les unes sont principalement composées de roches et de métaux, alors que les secondes sont principalement composées de gaz (d'hélium et d'hydrogène, sous différentes formes).

Les connaissances sur la composition des planètes sont aujourd'hui assez peu développées comparativement à d'autres sujets de l'astronomie (comme l'astrométrie ou l'astrophysique). La composition de la Terre est la seule planète dont nous connaissions relativement bien la composition mais également le fonctionnement.

Mars a suscité beaucoup de curiosité chez les scientifiques, son exploration depuis 50 ans a permis de connaître ses caractéristiques avec plus de précision que Mercure et Venus.

Pour les géantes gazeuses, les connaissances deviennent rapidement source de problèmes : plus on se rapproche du coeur de la planète, de son noyau, plus les connaissances deviennent théoriques. La composition des couches supérieures de leur atmosphère est connue avec une certaine précision, mais plus on descend, plus nos connaissances sont limitées : on a de plus en plus de mal à délimiter les différentes couches qui forment la planète (de l'atmosphère au noyau).

Dans chacune des deux catégories il existe différents types de planètes selon leur composition. Mercure, par exemple, se distingue des autres planètes telluriques par son importante quantité de fer. Ce dernier est est très majoritaire dans le noyau, mais ceci est également vrai pour la Terre. La différence est que le noyau de Mercure est bien plus important, proportionnellement, que celui de la Terre : son rayon représente près de 75% du rayon de la planète, tandis que celui de la Terre représente moins de 20% de son rayon.

Ceci est également vrai pour les géantes gazeuses de notre système solaire, Uranus et Neptune sont qualifiées de géantes glacées en raison de la la présence de glaces composées d'eau, de méthane et d'ammoniac (principalement).

Ces distinctions sont valables pour les exoplanètes, avec bien évidemment d'autres types de planètes qu'ils soient prouvés ou théoriques.

La composition principale de la planète est un point essentiel pour comprendre son fonctionnement et celui du système solaire dont elle fait partie. Par la suite, une meilleure connaissance quant à la répartitition des différents types de planètes dans la galaxie permet à son tour une meilleure compréhension de celle-ci.

Chaque planète est une composante du système solaire, une partie qui est née, évolue et disparaitra. Le système solaire est né, se développe, et disparaitra de la même manière. Lui-même fait partie d'un ensemble plus vaste qui englobe d'autres systèmes solaires : la galaxie. La galaxie à son tour s'inscrit dans le mouvement général de l'univers, c'est-à-dire de la matière.

Chaque planète, chaque atome de fer, d'hélium, d'hydrogène, de carbone... fait partie de ce mouvement : ils correspondent chacun à différents niveaux de complexité. Il n'y pas d'accumulation, l'univers n'est pas une agglomération de légos assemblés les uns sur les autres. Chaque constituant est une partie (aussi infime soit-elle) de celui-ci.

Chaque élément est conditionné par son environnement et influe en retour sur celui-ci. De la sorte chaque élément dépend et influe en retour sur l'univers tout entier. Chaque élément, chaque partie de l'univers est relié avec les autres.

Dans le cadre de l'étude des planètes, il est nécessaire d'avancer à la fois dans notre connaissance sur la composition des planètes en général, et dans notre recherche d'exoplanètes.

Les différentes couches qui composent une planète, du noyau à l'atmosphère, sont difficiles à connaître : en dehors de la Terre et des trois autres planètes telluriques du système solaire (bien que cela soit surtout vrai pour Mars en raison des nombreuses missions qui ont eu lieu depuis les années 1960), nos connaissances sur ce sujet restent limitées. Il y a par exemple plusieurs hypothèses concernant le noyau de Jupiter : il pourrait ne pas être solide, mais il est aussi (très) vraisemblable qu'il soit rocheux (et donc solide).

On peut alors se demander comment il est possible de savoir de quels types d'éléments est principalement fait une exoplanète si nous avons déjà du mal à connaître la structure des planètes de notre propre système solaire.

Il est possible de connaître la composition (générale) d'une planète sans connaître sa structure avec précision. La masse et le diamètre d'une planète peuvent être connues avec une certaine marge d'erreur selon diverses méthodes, comme mesurer l'influence gravitationnelle d'une planète sur une étoile (qui est très faible, mais détectable jusqu'à un certain point), ou bien en observant le passage d'une planète devant une étoile (la planète/exoplanète, le Terre et l'étoile doivent être alignées). A partir des informations recueillies il est alors possible d'estimer la densité d'une planète et de cette façon déterminer de quel type d'élément la planète est principalement composée : hydrogène et hélium pour celles avec une faible densité, eau pour celles avec une densité moyenne, et rocheux pour celles avec une forte densité.

En progressant dans notre connaissance sur les planètes de notre système solaire, nous pourrons avancer dans notre connaissances des exoplanètes : que ce soit leur composition, leur structure, leur formation, leur orbite, leurs propriétés physiques, etc.

Dans la prochaine partie nous verrons ce que signifient plus exactement les termes suivants : noyau, manteau, croûte, et atmosphère. Nous verrons que loin d'être des parties sans liens entre elles, elles s'influencent mutuellement et sont influencées par leur environnement extérieur : bombardement de météorites (comme aux au début de la "vie" de la Terre), rayonnement solaire, etc.

[A noter : les images différentes de cet article sont des représentations d'artiste de ce que pourrait être ces exoplanètes.]

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