LE SYSTEME SOLAIRE

   Situé dans une bulle, le Système solaire navigue, avec elle, dans la Galaxie. Composé du Soleil et de 9 planètes comme la Terre et Jupiter, voici son évolution.

mise à jour du 4/10/00: l'eau
mise à jour de 22/11/02: simulation et données sur les planètes géantes


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  1. Naissance du Système solaire

Specimen de la météorite  Allende
  Les chercheurs ont analysé, sur la météorite Allende,
des inclusions riches en calcium - aluminium (CAls), la zone circulaire au centre et des chondrules, la petite zone circulaire à gauche 

http://www.llnl.gov/pao/news/news_releases/
2005/images/Allende_Stone309x293s.jpg

  

    Un nuage de poussières de gaz, issu des cendres d'étoiles qui, en explosant, expulsèrent des quantités gigantesques d'éléments lourds, pris naissance entre 5 et 8 milliards d'années. Ce nuage dense erra pendant des millions d'années avant la naissance du Système solaire. La cause la plus probable de cette naissance serait la contraction provoquée par l'explosion d'une étoile (supernova) à proximité ou bien le passage du nuage dans un des bras de la Galaxie. La contraction aurait provoqué la naissance d'un amas, constitué de quelques centaines d'étoiles, dont des massives à courte durée de vie, dans un diamètre estimé à une dizaine d'al. D'autres étoiles furent ainsi les sœurs du Soleil et la force de gravitation les a dispersées en 250 millions d'années (1 tour de la Voie Lactée). Le Système solaire, dont le diamètre ne dépasse pas les 20 000 milliards de km, est né il y a 4,565 milliards d'années (à 0,02% en 1998). Le Soleil représente 99,867 % du Système solaire, c'est-à-dire que l' ensemble de toutes les planètes et comètes ne représente que le 1/1000 du Soleil. Par analogie, cet ensemble ne représente qu'un dé à coudre par rapport à 1 litre d' eau.
Les chondres ou chondrules sont des objets petits et rugueux qui sont présents dans les chondrites.

http://www.answers.com/main/content/wp/en/0/02/
Chondrules_Bjurboele.jpg
   
Les chondres ou chondrules sont des objets petits et rugueux trouvés dans les météorites primitives appelées chondrites. Ce petit granulé, d'origine extraterrestre, est enfoui à l'intérieur de certaines météorites. La plupart des chondrules mesurent entre 0,5 mm et 2 mm et sont composé de pyroxène et d'olivine avec de petites quantités de verre et d'un métal ferro-nickel (Fe-Ni). Aucune roche terrestre ne présente ces structures. La forme de ces grains indiquent que ce sont des gouttelettes fondues flottant librement dans une nébuleuse, avant d'être incorporées dans les planètes en formation.

 

   La teneur en oxygène et en magnésium de certains objets, les plus anciens dans l'Univers, donnent des indices sur la durée de vie de la nébuleuse qui les a vus naître et sur la masse des poussières et des gaz qu'elle contient. Les scientifiques pensaient que la durée de vie du nuage, qui donna naissance au Système solaire, se situait entre 1 à 10 millions d'années, mais de nouvelles recherches ont ramené cette période à 2 millions d'années. C'est  en analysant les principaux constituants de la météorite d'Allende que Ian Hutcheon, physicien, et ses collègues de l'Université d'Hawaï à Manoa, du Tokyo Institut of Technology et de la Smithsonian Institution, se sont aperçus qu'en mesurant l'écart de l'âge d'un premier groupe, des inclusions riches en calcium-aluminium (CAls), naît au début de la formation de la nébuleuse solaire et d'un autre groupe, des chondres ou chondrules, naît à la fin de vie de cette nébuleuse, ils trouvaient 2 millions d'années. Ces chondres sont constitués d'agrégats sphériques d'olivine et /ou de pyroxène, minéraux riches en fer et magnésium. Les silicates, le fer et le magnésium représentent plus de 90% des constituants des météorites pierreuses (chondrites). Un chondre peut fondre, tandis que le reste de la météorite peut rester plus ou moins solide. Et enfin, les chondres ne se trouvent pas dans les roches terrestres.

 

 

Les couples Mn Cr et Al Mg sont les horloges du très jeune univers.

  http://www.mpch-mainz.mpg.de/~kosmo/members/lugmair/image/fig5
Les couples Mn Cr et Al Mg sont les horloges du très jeune univers. Le rapport du couple AI Mg  est corroboré au couple  Mn Cr pour estimer l'âge du Système solaire à 4,571 milliards d'années. Cet âge est estimé à partir des inclusions incorporées à la formation de certaines météorites. Au cours d'une période estimée à environ 2 millions d'années la plupart des chondres primaires étaient formés sur et autour des petits planétésimaux, qui fondaient par la désintégration de l'aluminium radioactif AI26

  Les CAls contiennent de nombreux oxydes d'aluminium et de calcium, alors que les chondres sont plus riches en  oxydes de fer, de magnésium et de silicium. Ils se sont formés dans un environnement riche en oxygène et sont âgés de 4,567 milliards d'années, alors que les chondres étaient formés dans un cadre riche en oxygène tout comme sur Terre et âgés de 4,565 milliards années, ou  moins. C'est au cours de ces 2 millions d'années, que l'oxygène de la nébuleuse solaire se changea en isotope. Un isotope est un atome dont le nombre de neutrons du noyau change. Ainsi l'isotope devient plus lourd ou plus léger, tandis que le nombre de protons et d'électrons ne changent pas.

  Les CAls se sont enrichis en O16, à raison 4% de plus que le niveau trouvé sur Terre. Cet enrichissement en O16 est une signature indélébile des objets les plus anciens de Système solaire, comme les CAIs. CAIs et chondres sont des des objets des dizaines de millions d'années plus âgés, que ceux d'aujourd'hui, présents dans le Système solaire, tel que les planètes, formées il y a environ 4,5 milliards d'années.

 Ce résultat fut communiqué dans l'édition du 21 avril 2005 de Nature.

Source originale: LLNL News Release  

  1. Vers le Soleil et les planètes


   Selon de récentes recherches, une étoile massive aurait donné naissance à un nuage géant de gaz et de poussières. L'intense rayonnement ultraviolet, de l'étoile, a créé une bulle de gaz chaud qui se dilata dans l'espace. L'onde de choc devant la bulle a comprimé le gaz environnant, déclenchant la formation du Soleil et d'autres étoiles.
Hubble a vu dans M42 (Orion) des disques protoplanétaires
Hubble a vu dans M42 (Orion) des disques protoplanétaires ou "proplyds" (proto-planetary disk sources) qui peuvent évoluer en planétésimaux. Les proplyds les plus brillants sont les plus proches des étoiles chaudes de l'amas, tandis que les plus sombres en sont les plus éloignés. Le champ de cette image représente 0,14 année-lumière, soit 200 fois l'orbite de Pluton.
http://hubblesite.org/newscenter/archive/graphics/img-full-tiff.gif

  En 100 000 ans, le nuage  restant a été soufflé  par la bulle de gaz chaud en progression. La totalité du Système solaire, à peine en construction, fut alors exposé au rayonnement UV intense de l'étoile massive voisine. A ce moment, le Soleil était un globule gazeux en train de s'évaporer ou EGG (evaporating gaseous globule). 

  Dans les nébuleuses Trifide, de l'Aigle ou d'Orion le télescope spatial Hubble a permis de voir le processus d'évolution du nuage protoplanètaire ou proplyds (proto planetary disk sources) vers la création de l'étoile.

   En moins de 10 000 ans, le globule autour du Soleil s'évapore en laissant derrière lui une très jeune étoile et le restant du nuage. Ce reste, représentant seulement un peu plus du millième du nuage de départ,  forme alors un disque plat de gaz et de poussières qui formera par la suite les planètes, astéroïdes et comètes.

    Ensuite le rayonnement UV de l'étoile massive, voisine,  commence à évaporer le proplyds solaire. Il faudra à nouveau 10 000 années, pour éroder le disque. La taille réduite correspond à notre Système solaire actuel. La matière en surplus dans le disque est parvenue à résister à l'impact des UV. Les planètes étaient nées.

  1. Planètes telluriques, planètes gazeuses

  Dans un premier temps, les rayons ultraviolets atteignent seulement les couches extérieures du disque protoplanétaire. L'intérieur reste opaque à tout rayonnement stellaire. Les grains commencent à se développer dans cette phase et se regroupent pour former des petits corps appelés des planétésimaux. Certains ne formeront pas des planètes et resteront dans le système pour former des chondrites carbonées.

   Mais le temps de formation  des systèmes planétaires est compté. À un certain moment l'étoile commence à affecter le disque. Le rayonnement (infrarouge, ultraviolet et X) de l'étoile éloigne tout d'abord les gaz et ensuite les grains de poussière. Le rayonnement peut aussi modifier la composition chimique du disque. Si le disque s'éclaircissait avant que les planètes aient le temps de se former, les systèmes planétaires comme notre propre Système solaire seraient rares.

   La compréhension de ces systèmes peut nous aider à expliquer la structure de notre système avec des planètes rocheuses dans la partie interne et gazeuse à l'extérieur. Pour décrire le processus, les chercheurs ont utilisé une technique appelée la chromatographie. Mettez de l'encre noire au centre d'un morceau de papier filtre (un
filtre de café suffira). Versez goutte à goutte de l'eau sur l'encre. Tandis que l'eau s'étend, elle sépare les différents colorants contenus dans l'encre. Les plus petites particules de colorant s'éloignent et les plus grandes restent plus près du centre .

   De manière semblable le rayonnement de l'étoile centrale éloigne la matière plus légère du disque protoplanétaire. Les particules plus légères et les gaz sont expulsés vers l'extérieur, tandis que les particules de poussières plus lourdes restent concentrées plus près de l'étoile centrale.

    Dans notre système, la partie interne  jusqu'à environ 4 UA était trop chaude pour que la glace puisse se former. Les gaz ont été soufflés vers l'extérieur tandis que des particules rocheuses restaient dans le système intérieur. La gravité a alors attiré ces débris qui se regroupèrent pour former les premiers planétésimaux et par la suite les planètes avant que le rayonnement intense du jeune soleil n'expulse le reste.

   Les glaces, au-delà de 4 UA, contiennent de grandes quantités de gaz  incorporés avec la roche des planétésimaux. En-deçà de 4 UA, les planètes telluriques sont seulement formées de matériaux rocheux (qui représentent une toute petite partie de toute la masse disponible, car la majeure partie est constituée d'hydrogène, d'hélium, de carbone, d'oxygène et d'azote).  Au-delà de 4 UA une grande quantité de carbone, d'hydrogène et oxygène sont incorporés aux roches sous forme de glace. Il y avait donc beaucoup plus de matière pour fabriquer des planétésimaux et des noyaux planétaires. Dans les régions externes du Système solaire, seuls les noyaux pouvaient atteindre des tailles énormes. La force gravitationnelle de ces noyaux massifs pouvaient alors attirer le gaz environnant et démarrer le processus de formation des géantes gazeuses . C'est pourquoi les quatre premières planètes dans notre système sont rocheuses tandis que les quatre suivantes sont gazeuses. 

   Tous les systèmes planétaires ne seront pas des systèmes solaires. Si le gaz est débarrassé avant que les noyaux planétaires atteignent 10 masses terrestres, il n'y aura plus rien pour attirer les gaz et par conséquent aucune planète géante ne pourra se former. Les étoiles voisines  peuvent aussi souffler sur le disque protoplanètaire. Ceci arrive à quelques proplyds dans la nébuleuse d'Orion. Le rayonnement intense, des étoiles géantes au coeur de la nébuleuse, crée des chocs dans les proplyds voisins en les érodant.

    Dans notre système les débris rocheux de la ceinture de Kuiper n'ont pas pu se transformer en planète et absorber le gaz environnant. La matière restante de la zone la plus éloignée du vieux proplyd a eu pour conséquence la création d'un réservoir des restes glacés, le nuage de Oort, qui serait le réservoir des comètes à longue période.

  1. Naissance des planétoïdes

    Une information récente sur les couples manganèse - chrome (Mn-Cr) et aluminium - magnésium (Al-Mg) a été passée en revue. Cette information tire son origine des contraintes de synchronisation des processus et des événements, qui ont eu lieu à la naissance du Système solaire. A l'aide d'hypothèses raisonnables, une chronologie a été construite où l'âge estimé du Système solaire est de 4571 millions d'années. Cet âge est pris pour marquer le moment où la plupart des inclusions riches en aluminium - calcium (CAIs) commençaient à se former, un processus qui peut avoir a duré pendant plusieurs 105 années. Les petits planétésimaux presque à la même époque se sont accrétés pour servir de stockage aux CAIs qui se dispersèrent plus tard avec la dislocation des planétésimaux devenus plus grands. Avant qu'un grand nombre de planétésimaux de plusieurs dizaines de kilomètres de diamètre se soient  formés, l'intérieur de ces objets a commencé à fondre par l'affaiblissement de l'aluminium Al26. Les dislocations à la suite de collisions de ces planétésimaux a permis aux gaz, poussières fondues de s'échapper dans l'espace environnant. Les fines gouttes de fusion réagissent avec les gaz et les poussières pour former des chondrules, qui, après un refroidissement rapide, sont partiellement ré-accrétés en blocs résiduels empilés. Le processus de formation primaire de chondrules le plus plausible, dans la plupart des cas concernant plusieurs générations de planétésimaux,  a duré seulement 2 millions d'années. A la fin de cette période et durant les 3 à 4 millions d'années suivantes, des objets planétaires de plusieurs centaines de  kilomètres étaient formés. Ils stockèrent suffisamment d'énergie pour que l'intérieur entre en fusion et finalement différencie les couches chimiquement stratifiées, avec la naissance d'un volcanisme basaltique se produisant en moins d'un million d'années.

 

  1. Origines des chondrules

   Considérons de grands planétésimaux de plusieurs dizaines de kilomètres, la première génération de ces corps aurait été probablement formée en une centaine d'années, après l'injection de l'isotope radioactif de l'aluminium Al26 issu d'une supernova. 

   En raison de leur haute teneur en Al26 et en éléments volatils, ces corps commencent à fondre rapidement au centre. La perte de chaleur est probablement minimale puisque l'extérieur de ces corps se compose de matériaux à faible conductivité thermique. La migration éventuelle de la fusion vers la surface a été probablement d'importance mineure. Les collisions avec d'autres planétésimaux se produisirent à une fréquence plus rapide que le temps de migration de la fusion vers la surface, en considérant le nombre de ces corps (Weidenschilling, 2000).

   Durant ces collisions, certains planétésimaux furent "perturbés" sur leur orbite et d'autres se sont fragmentés. La fusion interne (sous pression) pulvérisera dans l'espace environnant de fines gouttelettes (leur taille dépend de la viscosité, de la composition chimique et de la température). Il y eut des gouttelettes de silicates fondus et vraisemblablement de ferro-nickel (Fe-Ni), expulsé des silicates (Connolly et autres, 1994). Aux toutes premières étapes de l'éjection des gouttelettes, à des pressions ambiantes encore plus élevées, des pertes de gaz interne et même de l'évaporation partielle des gouttelettes ont pu se produire. Des composés volatils s'échappèrent et formèrent une atmosphère ou à un nuage passager de gaz mélangé à la poussière des couches extérieures proches des planétésimaux perturbés. Les réactions chimiques de ces gaz avec les gouttelettes ont pu se produire et pourraient expliquer quelques structures observées dans les chondrules. Les grains de poussière fixés ou  incorporés dans les gouttelettes peuvent servir de noyaux de cristallisation. Le long de leur trajectoire, tout en se refroidissant partiellement, les gouttelettes amassèrent de la poussière pour former le pourtour.

  En peu de temps (heures), la plupart des gouttelettes qui se sont refroidies rapidement, ralentirent et s'entassèrent avec les autres.
Incorporées à la poussière, elles pouvaient acquérir davantage de matériaux sur leur pourtour tout en se refroidissant. Cependant, certaines chondrules, nouvellement formées, auraient eu des vitesses suffisamment élevées pour échapper au système et être capturées par d'autres planétésimaux. Les composés volatils, dans le nuage de poussières entourant le système, pouvaient être partiellement re-condensés sur des grains de poussière et s'installaient alors sur un planètésimal déjà accrété. Néanmoins, une grande partie du nuage, riche en composés volatils, a pu être transportée loin du système par, par exemple, interaction avec le vent solaire. Il est important de noter que ce processus assurait que tout le système restait exclusivement chimique, à l'exception de la réduction de quelques composés volatils et des échanges avec quelques chondrules, et transportait vers des planétésimaux chimiquement similaires aussi bien que chimiquement à part.

  Pendant les 2 millions d'années qui suivirent il y eut plusieurs générations de chondrules produisant des planétésimaux. Après cette période la production de chondrules diminua par suite de la diminution de l'approvisionnement en aluminium radioactif Al26. Les dislocations mutuelles des planétésimaux redistribuent les chondrules précédemment formées. Les CAls, issus de petits planétésimaux encore disponibles, seraient enfouis et mélangés dans de plus jeunes planétésimaux. Dans un environnement aussi violent, on  peut certainement penser que la dislocation des chondrules et des CAIs serait une caractéristique commune. Les morceaux de chondrules ou de CAIs ont pu être facilement incorporés dans des chondrules ou des regroupements de chondrules nouvellement formés. La fin matérielle des CAl, dans les couches plus profondes de ces planétésimaux, deviendra également une partie d'une nouvelle fusion.

    Vers la dernière partie de cette période de formation des chondrules, un groupe des planétésimaux appauvris, hautement volatils, pourrait avoir évolué. Ceux-ci peuvent servir à construire des conglomérats capables de s'assembler en astéroïdes appauvris, tel que Vesta. Ils contiendraient encore une chaleur suffisante et l'isotope Al26 , en plus de l'énergie gravitationnelle,  commence à fondre à nouveau de l'intérieur, pour, éventuellement, différencier par la suite la totalité de l'objet, environ 3 à 4 millions d'années plus tard.
Le métal reste observable à l'intérieur du chondre.

http://www.saharamet.com/meteorite/chondrules/CH010.jpg
Les chondres peuvent être et sont généralement modifiés par les
conditions thermales et chimiques qui accompagnent l'histoire de
 la météorite, de même par les collisions entre astéroïdes Dans de rares cas, le métamorphisme reste très faible, le métal reste observable (ci-dessus) à l'intérieur du chondre. Dar al Gani 632
.

   Les planétésimaux donnant naissance aux chondres survivants les retiendront à l'intérieur pendant un certain temps de sorte que le métamorphisme thermique observé sur des chondrites puisse se produire en moins de 10 millions d'années. Dans les couches externes de ces planétésimaux, on s'attendrait à trouver un mélange de produits issu d'une variété de températures,  tandis que l'assemblage lui-même peut demeurer ensuite à de basses températures éternellement.

   Les chercheurs ne pensent pas que ces chondrules locales à l'origine du phénomène (par opposition à celles issues de la nébuleuse "), sont le seul véritable processus dans le nuage. En outre, certaines chondrules aiment les assemblages, même ceux avec des caractéristiques basaltiques pourraient avoir été formées par le même processus à une époque plus tardive que la période principale de production ( ~2 millions d'années) par la dislocation de plus grands objets, déjà partiellement différenciés. Cela voudrait dire que certaines gouttelettes ont pu avoir été formées lors de la fusion partielle provenant des régions externes. En général, il est possible que des chondrules constituées par fusion partielle soient rares puisque les zones de fusion n'auraient pas une viscosité suffisamment basse pour participer au procédé d'éjection comme indiqué ci-dessus.


   Dans cet article, les chercheurs ont essayé de dépeindre le tableau d'un scénario alternatif sur la formation des chondrules, un problème jusqu'ici non résolu, qui est aussi vieux que la recherche météoritique, elle-même. Quelques aspects du scénario ont été débattus auparavant par différents auteurs
(e.g., Urey, 1955; Wänke et al., 1981; Zook, 1981; Sanders, 1997; Chen et al., 1998). Bien que la description utilisée dans cette synthèse, puisse également sembler être un peu trop vaste pour certains, le but était de persuader le lecteur de commencer à penser en ces termes en fonction des données et des contraintes disponibles.

G. W. LUGMAIR1, 2* AND A. SHUKOLYUK0V2

1Max Planck Institute for Chemistry, Cosmochemistry, P. O. 3060, 55020 Mainz, Germany
2Scripps Institution of Oceanography, University of California, San Diego, La Jolla, California 92093 0212, USA
*Correspondence author's e mail address: lugmair@mpch mainz.mpg.de

http://www.mpch-mainz.mpg.de/~kosmo/members/lugmair/leonard.htm

  1. Les météorites donnent des indices

 
Les chercheurs ont étudié la chondrite carbonée de Ningqiang
http://www.geocities.com/
~dweir/protected_NING.HTM

    L'analyse isotopique des chondrites nous apporte des témoignages sur des évènements antérieurs à la formation du Soleil. C'est ainsi qu'on a découvert à la fin des années 1980, la présence de grains formés avant sa naissance (grains présolaires), dans certaines météorites primitives. Les chercheurs de l'état d'Arizona et de l'Académie des sciences chinoise ont étudié une météorite primitive connue sous le nom de chondrite carbonée de Ningqiang (ci-contre). Elle les a conduit à la modélisation de la naissance du Système solaire, grâce à une violente explosion. La météorite contient des données sur un isotope de chlore, à durée de vie courte, qui pourrait avoir été présent, très tôt, dans le Système solaire naissant. L'équipe américano-chinoise suggère que la source le plus probable de cet isotope serait une supernova.

    La nouvelle théorie propose que notre étoile et son système planétaire sont nés dans un nuage interstellaire dense, appelé aussi nébuleuse, rempli d'étoiles ordinaires parmi lesquelles des massives à courte durée de vie qui auraient explosé avec un dégagement intense en énergie et en rayonnement.

    Cette relique spatiale s'est formée à la création du Système solaire. L'équipe a trouvé un isotope rare du soufre S36 dans la météorite, qui pourrait avoir été produit par la dégénérescence en chlore Cl36 . Les bases de temps utilisés pour dater les roches sont des couples d'isotopes, dont l'un est produit par la désintégration radioactive de l'autre. Les chercheurs utilisent la désintégration de l'isotope père qui produit un isotope fils pour trouver l'âge de la roche en mesurant la quantité de chacun d'eux. Généralement, pour dater le Système solaire, les scientifiques utilisent l'uranium avec son isotope le plomb ou le potassium avec son isotope l'argon.

   Puisque l'isotope de soufre a été trouvé dans une " inclusion " dans une météorite appelée la sodalite (Silicate de sodium et d'aluminium) Na4Al3(SiO4)3Cl, des chercheurs pensent que le chlore pourrait avoir été présent au tout début du Système solaire.

    Le Cl36 peut se former de deux manières: par explosion d'une supernova ou dans nuage bombardé par le rayonnement UV près du Soleil en formation. Les chercheurs considèrent la dernière explication  peu probable puisque la sodalite doit s'être formée à une certaine distance de notre étoile.

   Pour Laurie Leshin, directeur d'études au centre des météorites de l'état d'Arizona: "Il n'y a plus aucun Cl36 de la phase présolaire dans le Système solaire actuel, mais il y a des preuves de son existence avant sa naissance". Le Dr Leshin et ses collègues ont précédemment trouvé la preuve avec un autre radio-isotope du fer dans le jeune Système solaire appelé Fe60, qui pourrait également avoir été formé dans une supernova. Le Dr Leshin ajoute que c'est un argument vraiment fort sur la production de ces radionucléides dans une supernova qui a explosé à proximité du Système solaire en formation et l'a ensemencé avec ces isotopes ".

  Ces résultats apparaissent dans un protocole de la National Academy of Sciences.

http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4205227.stm

http://www.geocities.com/~dweir/protected_NING.HTM

http://seismo.berkeley.edu/~manga/folkner.pdf

http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc97/pdf/1147.PDF

http://www.geokhi.ru/~planetology/theses/81_gudkova_and_zharkov.pdf

http://science.nasa.gov/headlines/y2003/images/approachingmars/ReddyMovie_big.qt

  1. Mise en forme du disque

  Considérons un nuage de gaz qui se contracte sous l'effet de sa propre gravité (dessin de gauche). Au fur et à mesure que le nuage se contracte, la conservation du moment cinétique conduit le nuage à tourner sur lui-même. La force centrifuge équilibrant de plus en plus la force de gravitation, le contenu de la région équatoriale, perpendiculaire à son axe de rotation, se déplace vers le centre en ralentissant. Le long de l'axe de rotation, la force centrifuge est nulle. Elle s'accroît progressivement lorsqu'on s'éloigne de l'axe. La matière située le long de l'axe de rotation ne subit donc pas la compensation et tombe plus rapidement vers le centre et le disque commence à se former (dessin du centre). A terme, l'ensemble de la matière se retrouve dans le plan équatorial (dessin de droite) où elle atteint un équilibre centrifuge: sa rotation compense les effets de la force de gravitation.

 

  1. Rotation du Soleil

   Alors qu'il se trouve dans la dernière phase de l'effondrement, avant la séquence principale, le protosoleil possède un diamètre au niveau de l'orbite de Mercure ( ~ 100 millions de km) avec une température de 100 000 °K. Auparavant c'était le règne de la gravitation qui entraînait la matière vers le centre. De nouvelles forces dues à la rotation vont se manifester et empêcher la matière destinée à former les planètes de tomber vers le centre.

  Les particules, bien que perturbées par la gravitation et les collisions, ne modifient pas les lois de conservation. Ainsi les forces intérieures ne peuvent pas modifier le mouvement du système, c'est-à-dire la translation et la rotation. La translation c'est la conservation de la vitesse d'origine au centre du système et pour la rotation, le moment angulaire total est la somme des moments angulaires de toutes les particules.

   Avec la rotation par rapport au centre de gravité du système et chaque particule repérée par son rayon r qui la joint au centre, le moment angulaire sera  mvr. La masse de la particule sera m, la vitesse de rotation v, c'est-à-dire la composante de la vitesse perpendiculaire au rayon vecteur, celle qui fait tourner le point autour du centre de masse et la longueur r du bras de levier. Afin de s'affranchir des calculs monstreux avec chaque particule, nous pouvons dire qu'une certaine quantité égale à MVR est constante, en acceptant de donner à M,V et R des valeurs moyennes qui caractérisent maintenant tout le système et non plus une seule particule (une telle approximation ne sera valable qu'à la condition que le système soit suffisamment homogène). Si donc une quantité telle que MVR est constante, une contraction du système, qui se traduit par une diminution de R  s'accompagne  immanquablement d'une augmentation de la vitesse V, en proportion inverse du rayon de l'objet. Il faut tout de suite préciser que le facteur qu'un tel calcul implique est colossal car, entre le moment où le nuage préstellaire entame sa contraction et le moment où le Soleil sera véritablement formé, il y a réduction de dimensions par un facteur d'un million. Si la vitesse de rotation initiale du nuage, jamais nulle par suite des mouvements désordonnés de la matière, se mesurait en centaines de mètres par seconde, on arriverait d'après ce calcul à des vitesses comparables à celle de la lumière.

   En réalité, les forces centrifuges vont jouer un rôle majeur et contrecarrer les effets de la gravitation. En effet, si la vitesse V varie comme l'inverse d'un rayon, en 1/R, l'accélération centrifuge, égale à V 2/R, va varier comme 1/R 3 , donc plus rapidement que les forces de gravitation qui ne varient que selon 1/R 2. Les forces centrifuges rattrapent les forces de gravitation et arrêtent la contraction. Ce sont elles qui, s'exerçant radialement à partir de l'axe de rotation, vont aplatir la nébuleuse primitive. C'est pour cela que les planètes formées plus tard, tournent en suivant l'écliptique.

    Or un frein a joué pour empêcher une accélération du mouvement de rotation, faisant que le Soleil tourne lentement à environ 2km/s. Le moment angulaire se transférerait des régions internes qui tournent plus vite, vers les régions externes qui tournent plus lentement, ces dernières étant entraînées par les premières. Ce transfert de moment angulaire est rendu possible par la turbulence du milieu et le champ magnétique qui joue une certaine viscosité. Cette viscosité empêche les diverses couches successives de glisser les unes sur les autres sans échanger de mouvement. Le champ magnétique joue un rôle par les forces qu'il exerce sur les particules chargées qui ajoute aussi une certaine viscosité. Une variation du champ magnétique entraîne automatiquement une variation de la distribution de matière. Une fois transféré vers les parties extérieures, le moment angulaire serait évacué grâce à l'éjection de la matière qui le porte en se diluant dans le milieu environnant.  Selon ce processus, c'est l'ensemble des objets situés entre les étoiles, qui aurait emporté une grande partie du mouvement angulaire. Le moment angulaire doit être évacué entièrement pour rendre au milieu interstellaire une masse identique à celle de l'étoile centrale. Dans le cas du Soleil, les astronomes pensent que cette masse a dû s'évacuer en 10 ou 100 000 ans. Ainsi, l'évolution d'une étoile est bien tributaire de son environnement pour se former.

  Ainsi le scénario est simple. Il faut accréter de la matière autour d'un noyau, puis il faut une éjection de cette matière aux confins du système. Mais non seulement l'extérieur est soumis aux brassages gigantesques, l'intérieur y est aussi par l'intermédiaire des turbulences convectives qui permettent d'amener à la surface les couches internes plus chaudes, endroit où elles se refroidiront en émettant de la lumière.

   Pendant que la formation du Soleil continue, les planètes se façonnent, la matière excédentaire est repoussée vers les confins du système. C'est un véritable nettoyage. Bientôt l'étoile pourra vivre sans matière autour faisant écran.

   Ainsi, le Système solaire ainsi formé va voir les planètes tourner autour du Soleil dans le même sens, le sens inverse des aiguilles d'une montre ou sens anti-horaire. Il en est de même pour les satellites autour de leur planètes. Les objets qui tournent sur leur axe dans le sens horaire (Vénus) ou qui roule sur leur orbite (Uranus) ont eu leur rotation modifiée par un événement astronomique tel qu'un impact qui les a basculé. Ceux dont la révolution est dans le sens horaire ou rétrograde (Phobos) auraient été capturé.

  Les planètes sont en révolution autour du Soleil qui représente 99,867 % de tout le système. L'ensemble de toutes les planètes, astéroïdes et comètes ne représentant que 0,133 % ou ~un millième du Soleil. Inutile de dire que c'est bien lui qui impose sa loi.

  1. Présence de grumeaux

    A l'intérieur du nuage, des tourbillons apparurent contribuant à une certaine viscosité qui fut différente selon les endroits. C'est de ces différences que naquirent des "grumeaux" qui se répartirent de manière plus ou moins concentriques, selon leur nature ( taille, densité ...), à proximité du Soleil pour les petits et en périphérie pour les plus gros.  Les germes du Système solaire naquirent de collisions très diverses, tant par la nature des matériaux, que par les conditions d'environnement au sein de la Galaxie. Ils se trouvèrent très différents les uns des autres. Puis il y eut des collisions entre ces germes hétérogènes, ce qui entraîna l' accumulation de matières sur ceux-ci. Ils devinrent de plus en plus gros. Des planétésimaux  de quelques centaines de mètres, issus des poussières, se formèrent. Au fur et à mesure qu'ils grossirent, la gravitation joua son rôle et leur pouvoir d'attraction  augmenta. En s'agglutinant, les matériaux accrurent le diamètre de ces germes qui devinrent des planétoïdes, puis des planètes. En moins de 100 000 ans ils formèrent les corps de la taille de la Lune et en moins d'un million d'années, des corps de la taille de la Terre dans le Système extérieur. Ces derniers captèrent alors le gaz environnant pour former, en moins de 10 millions d'années, les planètes géantes gazeuses.

       Pendant ce temps le Soleil se débarrassa de l'essentiel du disque, notamment du gaz qu'il souffla en quelques millions d'années. Les planètes telluriques se formèrent en 100 millions d'années.

      Nous savons aujourd'hui, grâce à Galiléo, que les planètes géantes naquirent plus loin dans le Système Solaire, puis migrèrent vers leurs places actuelles.  Aussitôt formées, elles éjectèrent les petites à la manière d'une centrifugeuse. Le nuage de Oort n' a pas d'autre origine.

   Ce nuage enveloppe le Système solaire jusqu'à 1 al (9 500 milliards de km) du Soleil et constitue un réservoir à comètes. Il y en a des milliards. Il délimite la sphère d'influence du Soleil.

NB:    Planète nous vient du grec et signifie "errant" . Les Anciens avaient remarqué que certaines "étoiles" ne restaient pas à la même place.

  1. Place dans la Galaxie

   Le Système solaire suit le Soleil dans sa course dans la Voie Lactée. Situé à 30 000 al du centre, il tourne en 250 millions d'années à la vitesse de 240 km/s. Mais en plus, il effectue des sauts de cabri, passant ainsi au-dessus et au-dessous du plan galactique à raison d'un cycle de 30 millions d'années. Actuellement, il "monte" à la vitesse de 7km/s. Il se trouve à 48 al au -dessus du plan. Ce sont les forces gravitationnelles exercées au sein de la Galaxie, qui entraînent cette oscillation, en maintenant ainsi le Soleil au sein de la sphère d'influence.

 

position du Soleil au sein des bras spiraux
http://www.americanscientist.org/content/AMSCI/AMSCI/Image/FullImage_200342893945_546.jpg

  Notre voisinage au sein de la Voie Lactée, se situe juste à l'intérieur d'un des plus grands bras de la Galaxie, le bras d'Orion. La majorité des étoiles les plus brillantes est située le long d'un axe connu sous le nom de "Ceinture de Gould" (ellipse en pointillé), laquelle marque également la distribution des régions voisines de formations d'étoiles dans le bras  spiral d'Orion. Les vents stellaires de ces régions de formations d'étoiles, telle Scorpion-Centaure, poussent des enveloppes de matières interstellaires vers l'orbite du Soleil. Celui-ci est actuellement au seuil d'une telle enveloppe (non visible à cette échelle). Les actions des vents interstellaires et du propre mouvement du Soleil à travers la Galaxie peut altérer l'environnement galactique local du Soleil sur une échelle de quelques milliers d'années.

  1.  Ses différences

   Jusqu'à la preuve du contraire, notre Système solaire pourrait être fondamentalement différent de la majorité de systèmes planétaires découverts à ce jour autour des étoiles proches, parce qu'il aurait été formé d'une manière différente. Si c'est le cas, des planètes comme la Terre seraient très rares.

   Après avoir examiné les propriétés des 156 exoplanètes connues à ce jour (14/10/05) et évalué les deux manières dont les planètes pourraient se former, des chercheurs déclarent dans un article paru à la Royal Astronomical Society que les possibilités que notre Système solaire soit différent, sont grandes.

  Dans notre Système solaire, les orbites des planètes sont stables et presque circulaires (sauf Pluton qui est un cas spécial) et les 4 planètes géantes sont très éloignées du Soleil. Les exoplanètes détectées jusqu'à maintenant - toutes sont comparables ou supérieures à Jupiter- sont en comparaison beaucoup plus proches de leur étoile parent et de plus leur orbite est très elliptiques. Il y aurait deux explications possibles, alors que les astronomes ont fait l'erreur de croire qu'il n'y en avait qu'une seule. 

  Dans l'esprit habituel de la formation d'une planète, les planètes géantes se seraient formées à partir d'un noyau rocheux (comme la Terre) qui, grâce à leur gravité, ont attiré de grandes quantités du gaz environnant issu du disque protoplanétaire. Les noyaux rocheux proches de l'étoile parent, ne peuvent pas attirer le gaz environnant, car la chaleur est excessive dans cette zone et restent donc à l'état de planètes telluriques.

   Il est possible que les planètes géantes peuvent se former directement par effondrement  gravitationnel. Dans ce scénario, les noyaux rocheux, comme ceux des planètes telluriques, ne se forment pas du tout. Si cette théorie s'applique à tous les systèmes extrasolaire détectés jusqu'à présent, alors aucun d'eux ne peut contenir une planète comme la Terre qui abrite la vie et qui nous est si familière. Mais pour le moment aucun système n'est privilégié, car aucune planète identique à la Terre n'a été découverte. Il faudra encore attendre au minimum 5 ans pour en découvrir une. En attendant, les données actuelles laissent ouverte la possibilité de voir le système solaire différent des autres planétaires systèmes.

  1. Rôle du deutérium

  Chaque élément, de cette soupe planétaire, est un monde en soi avec ses différences occasionnées, soit de l'intérieur par le volcanisme, soit de l'extérieur par le bombardement cométaire. D'où le rôle joué par le deutérium dans l'analyse.

  Le deutérium, tout comme l'hydrogène, a été créé lors du Big-bang. Nous "vivons" sur des réserves qui s'épuisent. D'autre part rien ne peut le détruire, sauf à l'intérieur de l'étoile où température et pression le transforment en hélium 3.

  Ainsi, dans l'espace, le rapport D/H est identique à celui de la naissance de l'univers. Mais lorsque fut créé le Système solaire, les différences de masse et de pressions ont fait des planètes telluriques possédant peu de deutérium, le Soleil ayant tout absorbé pour le convertir en hélium 3. Le contraire c'est produit avec les planètes gazeuses.

  Les comètes renfermant plus de deutérium que les atmosphères des planètes, cela exclut leur origine planétaire. De plus, l'idée que l'atmosphère des planètes est issue de leur volcanisme s'en trouve ainsi renforcée.

retour à Vénus, dinosaures

  1. Répartition

   Lorsque la matière se mit en rotation dans le disque entourant le Soleil, cela entraîna une répartition des divers éléments selon la distribution de la chaleur que prodiguait le Soleil naissant. Par la suite, la baisse de température ne se fit pas partout de la même manière, d'où la présence d'objet solide et d'objets gazeux.

  Tous les matériaux se cristallisèrent à des températures différentes, à commencer par les oxydes de titane en allant vers les argiles  et surtout vers l'eau, puis le méthane et l'ammoniaque. Ce gradient de température explique peut-être l'ordre des planètes.

   Dans les régions internes du disque, la chaleur du Soleil a volatilisé le givre (présence d'eau à très basse température) qui entourait les grains de poussières et dispersé les gaz. Les poussières les plus lourdes comportant du fer, des silicates se sont concentrées prés du Soleil (la gravitation les rapprocha du Soleil). L'accumulation de ces poussières va former des objets denses et peu massifs. Volume faible et moins d'hydrogène feront que la surface balayée sera plus petite et pauvre en gaz. Se formeront dans cette ambiance, les planètes telluriques: Mercure, Vénus, Terre, Mars, tandis que plus loin, au-delà de la ceinture des astéroïdes, se sont les glaces d'eau, de méthane et d'ammoniaque. Les poussières y ont conservé leur gangue de glace, la température étant < à -100°C. Elles vont s'agglutiner en planètésimaux moins denses mais plus gros (10 fois la Terre en moyenne). Ayant un volume important, leur champ de gravitation plus intense va récupérer d'énormes quantités de gaz, hydrogène principalement. Ainsi ce sont formées Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Elles ont conservé leur atmosphère primitive.

  La ceinture des astéroïdes marqua la limite entre les 2 mondes : lourds et légers. Au-delà, la température ne fut pas assez élevée pour permettre la liaison avec le carbone. En effet pour libérer le fer des silicates, seul le carbone permet ce résultat.

retour à Mercure

  1. Eau

  De l'eau a été trouvée dans les taches solaires. Mercure a eu de l'eau apportée peut-être par des comètes, mais sa température élevée, l'a chassée. Il est possible qu'il en reste dans des cratères polaires où le Soleil ne vient jamais et où la température atteint les - 170°C. Pour Vénus, bien que l'on pense que sa température fut voisine de la nôtre, il est certain qu'aujourd'hui elle a disparu, sa température de 470°C, ne permettant pas qu'elle reste. Pourtant, l'on sait que sous de fortes pressions l'eau peut rester liquide jusqu'à 330°C. Au-delà de cette limite, il ne n'existe plus de différences physiques entre l'état liquide et l'état gazeux. Il est possible que la Lune en ait au fond des cratères polaires, la sonde Clémentine en aurait détectée. Mars par suite de sa faible gravité, n'a pas su la garder. Les astéroïdes, se trouvant à la limite des planètes telluriques ont gardé la composition d'origine. Au-delà, c'est le royaume de la glace, donc de l'eau. Elle est à son aise dans les contrées glacées. ISO a trouvé de la vapeur d'eau en quantité abondante dans les atmosphère des planètes géantes Jupiter avec Europe (liquide en sous-sol) et Ganymède, Saturne et Titan, Uranus et Neptune. Cette eau ne peut venir que de l'extérieur. La sonde Cassini nous permettra dans savoir plus. Une bonne part de cette eau, venant de la nébuleuse primitive, existe toujours sous forme de glace cométaire, aux confins du Système solaire. La première fois qu'elle fut observée, ce fut en 1985, lors du passage de la comète de Halley à proximité du Soleil.

  Mais une chose est sure, l'eau a apporté la vie sur Terre. Sans elle, jamais elle n'aurait pu émerger. Tant que le taux d'oxygène ne fut pas suffisant pour bloquer les rayons ultra-violet mortels, en provenance du Soleil, la vie est restée dans les océans pendant 3,5 milliards d'années.

Ciel et Espace n° 339: article de Benoît Garrigues et n° 364: article de Azar Khalatbari: d'où vient l'eau ?

retour à Terre (eau) , univers (eau), 

  1. Composition

    D'une taille moyenne de 1 année-lumière, il est délimité par le Nuage de Oort, qui est constitué de 100 milliards de noyaux cométaires représentant une masse de 1/10 de celle de la Terre. Si l'on compte 1 000 milliards de comètes dans ce réservoir, avec un diamètre moyen de 1 km, réunies toutes ensemble, côte à côte sur la voûte céleste, elles représenteraient la surface apparente d'une seule étoile (0,05").  Ce réservoir s'étend entre 0,6 et 2,3 al. Cette distance moyenne correspond à 63 000 fois la distance Terre - Soleil. Les plus proches voisines, en réalité un système triple comprenant Alpha du Centaure avec son compagnon et Proxima du Centaure, se trouvent à 4,3 al.

retour à Système Solaire (cause)

    Ci-dessous, une simulation (jlabs.com et Bob Jenkins) du fonctionnement  du Système solaire interne, constitué de Mercure, Vénus, Terre et Lune, Mars avec ses 2 lunes Phobos et Deimos. Nous voyons très bien que le Soleil, avec son cortège de planètes, se déplace sur le fond du ciel qui représente la Galaxie (ne fonctionne pas sous Netscape). Mais attention, le sens de rotation est inversé.

 

 

Voici les astres qui le constituent:

  1. Soleil

  1. Planètes telluriques comportant des roches et du métal :

  1. Mercure :

  • Très forte densité.

  • Noyau métallique représentant 40% de sa valeur.

  • 5% de la masse de la Terre .

  • Très prés du Soleil (50 millions de km).

  • Pas d'atmosphère.

  • Période de rotation: 58,65 jours terrestres              

  • Période de révolution: 87,97jours terrestres      

  1. Vénus:

  • Elle est recouverte à 100% par un épais couvercle de nuages composés de gaz carbonique , d'azote et d'acide sulfurique.

  • 80% de la masse de la Terre.

  • Rotation rétrograde.

  • Température 470°

  • pression: 90 atmosphères.

  • 95% de CO².

  • 100 millions de km du Soleil.

  • Volcanisme.

  • Période de rotation rétrograde:  243,0  jours terrestres               

  • Période de révolution: 224,7 jours terrestres      

  1. la Terre:

  • A 150 millions de km du Soleil.

  • Paysages variés.

  • oxygène et azote

  • Température moyenne 12,5°C

  • Surface couverte aux ¾ d'eau

  • 50% de couverture nuageuse (vapeur d'eau).

  • 1 satellite (Lune) ainsi que Cruithne et 2002 AA 29.

  • Période de rotation 23,93 jours terrestres

  • Période de révolution:  365,26 jours terrestres 

  1. Mars

  • Paysage aride

  • Les montagnes les plus hautes du Système solaire.

  • Légère atmosphère de gaz carbonique.

  • 2 satellites.

  • Période de rotation: 1,026 jours terrestres

  • Période de révolution: 686,98 jours terrestres

  1. les astéroïdes :

  • 18 000 blocs rocheux de diverses tailles.

 

  1. Planètes géantes

composées d'un noyau métallique entouré de roches et de glace d'eau, méthane et d'ammoniaque. Le tout enveloppé dans une épaisse atmosphère d'hydrogène, d'hélium et de gaz carbonique. Elles sont toutes entourées d' un ou plusieurs  anneaux plus ou moins consistants.

Elles ont toutes beaucoup de satellites.

  • Jupiter

    Masse: 1,9.1027 kg
    Diamètre: 142 800 km 
    Densité moyenne (Terre = 5,5): 1,314
    Vitesse d'évasion (Terre 11,8):
    59,5 km/s
    Distance moyenne au Soleil  (Terre = 1): 5,203 UA  
    Période de rotation: 9,8 heures terrestres 
    Période de révolution: 11,86 années terrestres

  • Saturne

    Masse 5,69.1026 kg  
    Diamètre 120 660 km  
    Densité moyenne  (Terre 5,5):  0,69
    Vitesse d'évasion (Terre 11,8): 35,6 km/s
    Distance moyenne au Soleil (Terre = 1): 9,539 UA
    Période de rotation: 10,2 jours terrestres 
    Période de révolution:  29,46 années terrestres

     

  • Uranus

    Masse : 8,68.1025 kg                            
    Diamètre:  51 118 km
    Densité moyenne (Terre 5,5):
        1,290
    Vitesse d'évasion (Terre 11,8): 
    21,3 km/s
    Distance moyenne au Soleil  (Terre 1):   19,18 UA
    Période de rotation 17,9 heures terrestres
    Période de révolution 84,00 années terrestres

  • Neptune

    Masse: 1,02.1026 kg 
    Diamètre: 49 528 km 
    Densité moyenne Terre = 5,5) 1,64
    Vitesse d'évasion: (Terre = 11,8): 23,3 km/s
    Distance moyenne au Soleil :  (Terre 1) 30,06 UA
    Période de rotation: 16,1 heures terrestres 
    Période de révolution : 164,8 années  terrestres)      

  1. Le reliquat 

composé des fossiles du passé dont la composition chimique est à 80% identique au Soleil et au planètes. C'est le reliquat du disque proto solaire refroidi.

  • Pluton entre 4 et 7 milliards de km ( <7 heures-lumière)

    Masse: kg)  1,9.1022
    Diamètre : 2 300 km  
    Densité moyenne (Terre = 5,5):  2,030
    Vitesse d'évasion (Terre = 11,8): 1,1 km/s 
    Distance moyenne au Soleil  en UA (Terre 1): 39,53
    Période de rotation : 6,39 jours terrestres
    Période de révolution: 247,7années terrestres

  • Les météorites

  • la Ceinture de Kuiper ( de quelques heures à quelques jours-lumière) composée de planétoïdes dont peut-être Pluton, commence à être découverte, grâce aux progrès technologiques.

  • le Nuage de Oort à 70 000 UA ou10 000 milliards de km (1 al). Il a une forme sphérique et homogène, enveloppant tout le Système Solaire.

  1. Résonances

  Ce système n'est pas désordonné, il y a des résonances.

   Lorsque la Terre effectue 8 révolutions autour du Soleil, Vénus en boucle pratiquement 13 ( ce qui se traduit par 5 révolutions synodiques, alors qu'elle aura effectuée 12 tours sur elle-même).

   Jupiter effectue 149 révolutions quand Saturne en accomplit 60, cette durée voisine de 1 767 ans était marquée par 89 oppositions des 2 objets.

   459 révolutions d'Uranus ( en 38 565 ans ) correspondent à 1 309 révolutions de Saturne ( avec 650 oppositions ) et à 234 révolutions de Neptune ( avec 225 oppositions ).

   495 ans = 2 années de Pluton = 3 années de Neptune. Ce couplage empêche la distance qui les sépare de tomber au-dessous de 2,4 milliards de km.

  1. Bulle Locale

Nous nous trouvons dans une région de la Voie Lactée, pauvre en gaz et étoiles brillantes.

   

     Au niveau du Soleil, la vitesse de révolution galactique est supérieure à la vitesse de rotation de la Galaxie. Il passe ainsi de bras spiraux en bras spiraux et rencontre  alternativement des régions pauvres en poussières et d'autres riches en nuages moléculaires froids. C'est ainsi que dans un passé récent (5 millions d'années) le Soleil a quitté le bras Sagittaire - Carène pour se diriger vers le bras de Persée, qu'il atteindra 10 millions d'années plus tard. Nous nous trouvons donc dans une région de la Voie Lactée, pauvre en gaz et étoiles brillantes.

 

 

retour au Soleil

  Mais l'étude de notre environnement effectuée, par notamment  des satellites X, a permis de nous situer à l'intérieur d'une immense bulle de gaz très dilué (50 000 atomes par m³) et très chaud (1 millions de degrés). Ses dimensions sont de l'ordre de 600 al perpendiculairement par rapport au plan galactique et 400 al de large dans le plan.  Les satellites Rosat (Allemand) et Euve (USA) ont montré que le volume de la bulle n'était pas régulier. De forme tourmentée, sûrement due à un mélange de plusieurs bulles, elle s'étend très peu vers le centre galactique. Par contre elle se prolonge du côté de la Grande Ourse et d'Orion.

     Nous ne sommes pas seuls dans cette bulle. Nous y trouvons nos plus proches voisines telles Sirius, Procyon, Altaïr, Véga, etc.... Mais des études faites, entre autres, par Alfred Vidal-Madjar, ont montré qu'à l'intérieur se trouvaient des petits nuages chauds. Le Nuage Local, dans lequel le Soleil est entré il y a peut-être 15 000 ans, serait partiellement ionisé . Sa température est de 7 000°K pour une densité de 200 000 atomes d'hydrogène par m³.

     Selon Robert Ferlet, la Bulle Locale compterait 2 000 de ces petits nuages dont la température et la densité contrastent avec celles de la Bulle Locale. Chaque petit nuage aurait en moyenne un diamètre de 20 al. Pour parvenir à sa place actuelle, dont l'arrivée remonte à 5 millions d'années, le Soleil a emprunté un long couloir presque vide ,d'un diamètre de quelques dizaines d'al. Il sortait du bras Sagittaire-Carène pour entrer dans une région peu dense (5 000 atomes par m³) qu'il mettra 10 millions d'années à traverser. Cette direction s'appelle l'apex. C'est un point sur la voûte céleste, dans la constellation d'Hercule, indiquant la direction de déplacement du Soleil et du Système Solaire, par rapport aux coordonnées locales. La vitesse de déplacement est de 20 km/s ou 600 millions de km par an.

retour au Soleil

      Autour de la Bulle Locale, dans un rayon de 1 500 al, on recense 16 énormes nuages moléculaires. Ce sont ces masses sombres qui nous masquent la Voie Lactée que nous admirons par les nuits sans Lune. Ces nuages sont les hauts lieux de naissances stellaires. A l'arrivée du Soleil dans cette région (il y a 200 000 ans), il existait un foyer de naissance stellaire très actif dans les zones du Scorpion et du Centaure. Chaque événement stellaire est accompagné d'explosions de supernovae.  Ces explosions ont eu une très grande importance dans l'évolution du Système solaire.

       A chaque explosion, une boule de feu, remplie de gaz très dilué et extrêmement chaud, gonfle autour de l'astre concerné, créant une bulle. Des exemples  sont fournis par des nébuleuses célèbres telles celle du pulsar Véla (il y a 11 500 ans), la Boucle de Barnard, dans Orion. Ou bien celle qui nous concerne, les restes du pulsar Géminca (il y a 350 000 ans). Les étoiles responsables des supernovae étaient contemporaines et assez proches les unes des autres, ce qui entraîna des bulles qui finirent par fusionner en super-bulles. La boucle de Barnard, à droite d'Orion en est un exemple. Actuellement nous franchissons la frontière d'une super-bulle dont les limites sont appelées le Duvet Local.

    Lorsque le Soleil pénétra dans le Nuage local, un flot de particules est venu le frapper à la vitesse de 26 km/s, créant une onde de choc à la périphérie du Système Solaire, l'héliopause. A l'avant, dans la direction du Centaure, le gaz comprimait forme le Mur d'Hydrogène.

    Des traces de béryllium 10, détectées dans des prélèvements de glace en Antarctique, pourraient trouver leur origine dans un afflux de rayons cosmiques (rayons gamma), issus d'une supernova proche ou bien dans la rencontre du Système Solaire avec des portions de nuages plus denses que le Nuage Local. Dans ce cas notre environnement immédiat se serait transformé en moins d'une décennie. L'héliosphère ainsi démunie, aurait laissé notre planète au contact direct avec le Mur d'hydrogène. La matière interstellaire, notamment le béryllium, aurait atteint la haute atmosphère. D'où l'intérêt d'entreprendre l'étude de la météorologie galactique.

  1. Géminca

    Pendant des années les astronomes ont recherché la cause d'une source de rayons gamma, détectée en 1972, par le satellite américain SAS2, dans les Gémeaux. Il faudra attendre 1987 pour localiser avec certitude le responsable

        C'est une étoile, située à 300 al du Système Solaire, qui explosa il y a 350 000 ans. C'est une supernova préhistorique. Géminca se déplace à la vitesse de 100 km/s vers le Lynx qu'il atteindra dans 500 000 ans.

      Pourquoi avoir eu temps de difficultés pour le trouver ? Tout simplement, il a eu le temps de se diluer et de nous englober.

    Mais comment la Terre a-t-elle subi un tel bombardement de particules ? Quelles furent les conséquences d'un tel cataclysme ? On parle de la disparition des ¾ de la couche d'ozone, de l'augmentation du dioxyde d'azote, de l'obscurcissement du ciel, d'un refroidissement, redistribution de la vie, etc... Si l'on tient compte de la concordance des temps, Géminga pourrait être responsable de la première glaciation du Riss et peut-être de la disparition des mammouths. On observe aussi à cette époque, le Pléistocène, une étape importante de l'hominisation. La question est posée. Géminca a-t-il favorisé l'émergence de l'homme ? Rien n'est moins sûr. Mais ce dont nous sommes certains, c'est qu'ils ont observé la supernova. Pendant des semaines, voire des mois, un 2ième Soleil plus pâle que ce dernier, mais dix fois plus brillant que la pleine Lune,  était présent dans le ciel.

   Après l'explosion, pendant des milliers d'années, une gigantesque et magnifique nébuleuse a gonflé dans le ciel. Des générations l'ont vue illuminer le firmament comme une splendide et permanente aurore boréale. Un jour, elle dévora le ciel en entier. 30 000 ans après le cataclysme, le voile de lumière s'éparpillant doucement, a englobé la Terre. Nous étions entrés dans la Bulle Locale. Nos enfants en sortirons un jour, dans quelques milliers d'années. Quel sera le destin du monde ?......

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Voir C&E : n° 278 mars 93 et n° 353 d' oct 99 - les excellents articles de Serge Jodra.

Simulation de Système solaire avec l'applet de jlabs.com et Bob Jenkins

 

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