Les Landes et du Ciel #02 Saison 02 – Voyage dans le Système Solaire (1ère partie)

VOYAGE DANS LE SYSTÈME SOLAIRE (1^ère partie)

Nous habitons une petite bille bleue de 12 742 km de diamètre perdue dans l’immensité de l’espace qui tourne autour de notre étoile, le Soleil.

Une planète bien hospitalière, avec de l’atmosphère pour respirer, des températures moyennes, de l’eau liquide et un champ magnétique stable.

De l’eau, indispensable à la vie, qui recouvre plus de 75% de la surface de notre planète.

Des températures moyennes (15°C). Cependant, les températures extrêmes sont toujours possibles sur Terre. La température la plus chaude enregistrée sur Terre a été mesurée à 70.7°C dans le DÉSERT DE LUT en IRAN, et la température la plus froide est de -89.2°C à VOSTOK en ANTARCTIQUE.

La vie a besoin d’un solvant qui maximise les contacts entre atomes et molécules et solubilise de nombreuses molécules.

De l’atmosphère composée de diazote (N2, 78 %) et de dioxygène (O2, 21 %) argon (Ar, 1 %) dioxyde de carbone (CO2, 0,038 %)

La troposphère est la couche située entre 13 et 16 km à l’équateur, mais entre 7 et 8 km aux pôles qui contient les nuages et assure le cycle de l’eau.

Cette atmosphère est prisonnière du champ magnétique terrestre qui l’empêche de s’échapper dans l’espace.

Un champ magnétique : notre planète est « vivante », c’est-à-dire qu’elle dispose de roches liquides entre la croute terrestre et le noyau de la Terre. Les vitesses de rotation de ces 2 parties solides sont différentes et génèrent un effet « Dynamo » qui crée notre champ magnétique.

Ce champ nous protège également des rayonnements importants générés par le Soleil.

Il laisse passer quelques fois ces rayonnements qui donnent lieu à des aurore polaire (comme ce printemps).

Prenons notre navette et partons à la découverte de Vénus, notre « sœur jumelle ».

VÉNUS

Jumelle par la taille seulement. C’est une planète qui subit un « effet de serre énorme ». Il fait 470° de jour comme de nuit. De plus l’atmosphère dense de Vénus (92 bars) est composée de 96 % de gaz carbonique et 3,5 %d’azote. Les nuages sont composés d’acide sulfurique.

il n’y a pas d’eau liquide sur Vénus, même si on pense qu’ il y en a eu beaucoup il y a quelques milliards d’années

Elle a été visitée dès 1962 pour étudier son atmosphère. Puis le programme VENERA soviétique a essayé de s’y poser. Après de nombreux échecs, Venera 8 à réussi à atteindre le sol et des analyses ont été faites. On ne dispose que de peu d’images de la surface (3 seulement dont 1 seule en couleurs)

D’autres vaisseaux continuent à l’étudier…

Rapprochons-nous du Soleil.

Nous croisons la planète Mercure

C’est une petite planète (4880 km de diamètre).

Elle dispose d’un noyau ferreux immense, peu d’atmosphère car très proche du Soleil, c’est une planète « morte », pas de champ magnétique, donc elle est constamment sur les feu des radiations du Soleil.

Il fait 470° coté jour et – 183° coté nuit. C’est extrême !

Pas très hospitalière mercure…

Nous arrivons au SOLEIL, notre étoile.

COMMENT EST NÉ LE SOLEIL ?

C’est Mathieu Gounelle et Georges Meynet chercheurs au muséum national d’histoire naturelle de Paris qui en 2012 propose un scénario sur l’origine du soleil, étayé par de nombreux calculs et observations, dans lequel 3 générations d’étoiles se succèdent.

1^ère génération

Tout commence 250 à 350 millions d’années après le Big Bang par l’apparition d’une première génération d’étoiles dans un nuage moléculaire géant composé d’hydrogène !

Ces étoiles primitives étaient assez différentes de celles nées ensuite.

Il s’agit d’étoiles massive 100 à 1000 fois le soleil, très lumineuses et très chaudes 100 000°C pour 5000°C pour le soleil, avec pour conséquence sur leur durée de vie qui est très courte car elle « brule la chandelle par les 2 bouts » et elles vont épuiser très vite leur réserve de carburant nucléaire d’hydrogène en l’espace de 3 à 6 millions d’années en comparaison le soleil très pépère devrait vivre environ 10 à 12 milliards d’années.

2^ème génération

Environ 10 millions d’années plus tard, apparait la 2eme génération qui va toutefois produire des étoiles moins massives et vivant plus longtemps

Ainsi l’univers s’est enrichi d’atomes divers synthétisés par les 2 premières générations

Le tableau périodique des éléments mis au point par Mendeleïev est pratiquement complet et notamment les éléments chimiques nécessaires à la vie sont présents !

Chacune de ces générations nous laisse 2 marqueurs temporels (comme le carbone 14) il s’agit de 2 isotopes radioactifs : le Fer 60 pour la 1ere génération et L’aluminium 26 pour la deuxième

Parmi ces étoiles de 3ème génération se trouve notre soleil !

Le soleil, notre étoile est née dans une de ces nuages moléculaires composés essentiellement d’hydrogène et un peu d’hélium, large de plusieurs années-lumière et qui a probablement donné naissance à plusieurs étoiles.

Une petite instabilité dans ce vaste nuage (onde de choc supernova ou vent stellaire) le nuage commence à se densifier sous l’effet de la gravitation et se mettre en rotation…

La région qui deviendra le Système solaire, ou nébuleuse solaire, a un diamètre entre 7 000 et 20 000 UA (L’unité astronomique est une unité de longueur du système astronomique ; elle correspond à la distance entre la Terre et le Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres)

Dans un processus qui va durer environ 100 millions d’années et au fur et à mesure de son effondrement, la densité augmente et la conservation du moment angulaire de la nébuleuse fait tourner ce nuage de plus rapidement et, tandis que la matière se condense, les atomes entrent en collision de plus en plus fréquemment et du coup la température augmente.

L’action de la gravité, de la pression gazeuse, et de la rotation provoque l’aplatissement de la nébuleuse en un disque protoplanétaire (embryon) en rotation d’un diamètre d’environ 200 UA et entourant la protoétoile de plus en plus dense et chaude.

Après quelques millions d’années, l’augmentation de la pression et la densité de l’hydrogène au centre de la nébuleuse entrainent une élévation de température suffisante pour que la protoétoile initie la fusion nucléaire….

Le soleil vient de s’allumer, accroissant sa taille jusqu’à ce qu’un équilibre hydrostatique soit atteint, c’est-à-dire lorsque l’énergie thermique contrebalance la contraction gravitationnelle ; ces réactions alimenteront le soleil en énergie pour environ 10 à 12 milliards d’années

Le disque protoplanétaire qui entoure le soleil, déjà formé de grains de matière plus ou moins gros, va lui aussi évoluer…

… Suivant le modèle théorique standard les planètes se forment entre 1 et 10 millions d’années

Le Soleil est une étoile, notre étoile, de type naine jaune.

C’est l’étoile du Système solaire, qui se situe dans le bras d’Orion, à 26 100 al du centre galactique de la galaxie Voie lactée et il orbite autour du centre galactique en une année galactique de 225 à 250 millions d’années.

Composé d’Hydrogène (92%), Hélium (7,8%), et pour le reste (0,2%) de : Oxygène, Carbone, Azote, Magnésium, Néon, Silicium, Fer, Soufre, Calcium, Argon, Aluminium….à l’état de plasma

Sa masse : À lui seul, le Soleil représente environ 99,854 % de la masse totale du Système solaire, les 0,146 % restants incluant les planètes (surtout Jupiter), les comètes et les astéroïdes.

Sa masse est de près de 2 milliards de milliards de milliards de de Kg soit 330 000 masses de la Terre ou 1 050 masses de Jupiter.

Diamètre : 1,4 millions de km c’est 109 fois le diamètre de la Terre diamètre de 12 700 km.

En comparaison la plus grosse étoile découverte dans la voie lactée est : L’étoile Stephenson une supergéante rouge de la constellation de l’Écu de Sobieski dont la taille est 2150 plus grande que le soleil et mesure donc près de 3 milliards de Km

Distance Soleil-Terre : Une unité astronomique-UA soit, 150 millions de km

(Installés dans une voiture de course roulant à 300 km/h, 24 h sur 24 : on mettrait 57 ans pour faire ce trajet)

Temps mis par la lumière solaire de la surface à la Terre : 8 minutes 20

Température

• Température au centre : environ 15 millions de Kelvins (0 K = – 273, 15°C)

• Température de surface (photosphère couche extérieure visible) : 5 800 Kelvins

• Température dans la chromosphère : environ 10 000 Kelvins (Couche moyenne de l’atmosphère solaire située entre la photosphère et la couronne solaire et visible seulement lors des éclipses totales)

• Température dans la couronne : plusieurs millions de Kelvins (la couche la plus externe de l’atmosphère du Soleil.)

Le soleil est en rotation mais c’est une rotation « visqueuse »

Rotation « solide » (zone radiative au centre)

Rotation différentielle (zone convective couche supérieure) : qui génèrent de multiples champs magnétiques

Cycle d’activité magnétique : environ 11 ans 11m

Près du soleil il fait trop chaud pour que la glace se condense, et les planétésimaux sont pour l’essentiel rocheux et trop petits pour retenir beaucoup de gaz finiront par former les planètes telluriques.

Plus loin vers l’extérieur, dans les régions externes, en revanche, les températures descendent suffisamment pour permettre la condensation des glaces, et notamment de la glace d’eau (T<160 K), au-delà de la « limite des glaces (3 UA).

Glaces et poussières peuvent s’agréger pour former de plus grands planétésimaux dont la masse est suffisante pour retenir d’énormes quantités de gaz et finir par grossir jusqu’à devenir des géantes gazeuses

AURORES BOREALES EXPLICATIONS

Cette activité magnétique est visible avec l’apparition de protubérances ou filaments qui sont des poches de plasma dans la couronne solaire chaude.

Ces gaz, essentiellement de l’hydrogène, sortent de la surface sous forme de colonnes qui s’éloignent dans l’espace ou reviennent vers la surface du Soleil formant ainsi des boucles qui suivent les champs magnétiques du soleil

Associés aux taches sombres à la surface su soleil ils sont le siège d’éruptions solaires ou éjections de masse coronale qui ont lieu lorsque les champs magnétiques sont suffisamment forts pour vaincre l’attraction gravitationnelle et éjecter la matière hors de l’atmosphère solaire.

Des milliards de tonnes de matière sont ainsi transportées. Elles se caractérisent par la brusque libération d’une énorme quantité d’énergie sous forme de rayonnements (visible, UV, X et radio). L’énergie mise en jeu est considérable, de l’ordre de plusieurs millions de fois la consommation annuelle d’énergie électrique en France.

Portées par des vents solaire supérieures à 500km/s ils viennent frapper la terre ce qui donne lieu à de magnifiques aurores boréales

Notre voyage se termine, cependant il n’est pas complet…

Dans le système solaire, outre les planètes, des comètes et des millions d’astéroïdes tournent autour du soleil.

Ces corps orbitent principalement entre Mars et Jupiter, mais d’autres se situent au-delà de Neptune…

Les plus gros d’entre eux ont le rang de planète naine.

Nous en parlerons lors d’une prochaine émission.

Bon ciel à toutes et à tous

Les Landes et du Ciel

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