Ces objets sont les vestiges, les produits et parfois les témoins presque intacts de 4,6 milliards d'années d'évolution du Système solaire. Leur étude permet notamment de reconstituer les conditions dans lesquelles les planètes se sont formées et les transformations qu'elles ont connues depuis.
1. Le Soleil
Le Soleil est de très loin l'objet dominant du Système solaire.
Cette étoile de type spectral G2 V concentre à elle seule environ 99,86 % de la masse totale du système [1]. Sa gravité gouverne donc les orbites des planètes et de la plupart des autres corps qui l'entourent.
Comme toutes les étoiles de la séquence principale, le Soleil produit son énergie par fusion nucléaire : dans son cœur, l'hydrogène est progressivement transformé en hélium.
Âgé d'environ 4,6 milliards d'années, il se trouve approximativement à la moitié de sa vie sur la séquence principale.
2. Les planètes
Huit objets répondent actuellement à la définition officielle d'une planète du Système solaire : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune [2].
Ils peuvent être répartis en trois grandes familles physiques :
les planètes telluriques : Mercure, Vénus, Terre et Mars ;
les géantes gazeuses : Jupiter et Saturne ;
les géantes de glaces : Uranus et Neptune.
Les planètes dominent gravitationnellement leur environnement orbital et possèdent des structures extrêmement diverses, depuis le petit monde métallique qu'est Mercure jusqu'à Jupiter, dont la masse représente plus de 300 fois celle de la Terre.
3. Les planètes naines
L'Union astronomique internationale reconnaît actuellement cinq objets généralement désignés comme planètes naines :
Cérès, Pluton, Éris, Hauméa et Makémaké.
Cérès se trouve dans la ceinture principale d'astéroïdes, entre Mars et Jupiter. Les quatre autres évoluent au-delà de Neptune.
De nombreux autres objets transneptuniens, comme Gonggong, Quaoar, Sedna ou Orcus, pourraient également satisfaire les critères physiques d'une planète naine, mais leur statut officiel reste plus délicat à établir.
Pluton, considérée comme la neuvième planète jusqu'en 2006, est donc loin d'être seule dans les régions externes du Système solaire.
4. Les satellites naturels
Les satellites naturels, ou lunes, sont des corps orbitant autour d'une planète, d'une planète naine ou même d'un petit corps.
La Lune terrestre est l'exemple qui nous est le plus familier, mais les systèmes de satellites des planètes géantes sont beaucoup plus complexes.
Certains constituent de véritables mondes.
Ganymède, satellite de Jupiter, est plus grand que Mercure. Titan, autour de Saturne, possède une atmosphère dense et des lacs d'hydrocarbures. Europe et Encelade abritent très probablement des océans d'eau liquide sous leur surface glacée et comptent parmi les principaux objets étudiés dans la recherche d'environnements potentiellement habitables.
Même certains astéroïdes et objets transneptuniens possèdent leurs propres satellites.
5. Les astéroïdes
Les astéroïdes sont généralement des petits corps dominés par les roches, les métaux ou des mélanges de matériaux primitifs.
La majorité des astéroïdes connus du Système solaire interne se trouve dans la ceinture principale, située entre Mars et Jupiter.
Cette région ne ressemble toutefois en rien aux champs d'astéroïdes extrêmement denses représentés dans la science-fiction : les objets y sont séparés par des distances considérables.
D'autres populations existent, notamment les astéroïdes troyens, qui partagent l'orbite d'une planète autour de points d'équilibre gravitationnel, et les géocroiseurs, dont l'orbite passe à proximité de celle de la Terre.
L'étude des astéroïdes est particulièrement importante car certains conservent des matériaux datant des premières étapes de la formation du Système solaire.
6. Les comètes
Les comètes sont de petits corps riches en glaces, poussières et matériaux rocheux.
Lorsqu'une comète s'approche suffisamment du Soleil, son échauffement provoque la libération de gaz et de poussières. Une coma se développe autour du noyau et peut être accompagnée de longues queues.
Contrairement à une idée intuitive, la queue d'une comète ne se trouve pas nécessairement « derrière » elle sur son orbite : sous l'action du vent solaire et du rayonnement, elle est globalement orientée à l'opposé du Soleil.
Les comètes proviennent principalement de deux grands réservoirs : les régions transneptuniennes pour beaucoup de comètes à courte période et le très lointain nuage d'Oort pour de nombreuses comètes à longue période.
7. Les objets transneptuniens
Au-delà de Neptune s'étend une vaste population d'objets glacés appelés objets transneptuniens.
La ceinture de Kuiper, située principalement à quelques dizaines d'unités astronomiques du Soleil, en constitue la région la plus connue. Elle contient notamment Pluton et de nombreux autres objets glacés.
Plus loin ou sur des orbites très différentes se trouvent les objets du disque dispersé, dont Éris constitue un exemple célèbre, ainsi que des corps possédant des orbites extrêmement éloignées comme Sedna.
Ces populations constituent de précieux témoins des migrations et perturbations gravitationnelles qui ont affecté les planètes géantes au début de l'histoire du Système solaire.
8. Les centaures
Les centaures sont une population particulièrement intéressante de petits corps évoluant principalement entre les orbites de Jupiter et Neptune.
Leurs trajectoires sont généralement instables à l'échelle astronomique en raison des perturbations gravitationnelles exercées par les planètes géantes.
Ils constituent probablement, pour une grande partie d'entre eux, une population de transition entre les objets transneptuniens et certaines comètes du Système solaire interne.
Chiron et Chariklo comptent parmi les exemples les plus connus.
Chariklo possède d'ailleurs un système d'anneaux, rappelant que les anneaux ne sont pas réservés aux planètes géantes.
9. Météoroïdes, météores et météorites
Ces trois termes décrivent des réalités différentes.
Un météoroïde est un petit corps solide se déplaçant dans l'espace.
Lorsqu'il pénètre dans une atmosphère et produit un phénomène lumineux, celui-ci est appelé météore — ou, dans le langage courant, étoile filante.
Si une partie du corps survit à la traversée de l'atmosphère et atteint le sol, elle devient une météorite.
Les météorites constituent une source d'information exceptionnelle sur les premiers millions d'années du Système solaire. Certaines contiennent des matériaux plus anciens que la Terre elle-même.
10. Poussières, anneaux et populations plus lointaines
Le Système solaire contient enfin d'innombrables particules de poussière produites notamment par les collisions entre astéroïdes et l'activité des comètes.
Les systèmes d'anneaux constituent une autre population de petits objets : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune possèdent toutes des anneaux, tout comme certains petits corps.
Bien au-delà de Neptune devrait enfin s'étendre le nuage d'Oort, immense réservoir supposé de corps glacés entourant le Système solaire jusqu'à des dizaines de milliers d'unités astronomiques.
Son existence est fortement suggérée par les orbites des comètes à longue période, mais contrairement à la ceinture de Kuiper, le nuage d'Oort n'a jamais été observé directement.
Des planètes aux grains de poussière, le Système solaire forme ainsi un ensemble beaucoup plus riche que ne le laisse penser la simple succession des huit planètes. Les petits corps, en particulier, sont essentiels : souvent peu transformés depuis leur formation, ils constituent une partie des archives les plus anciennes de notre système planétaire.
Bibliographie et références
- [1] NASA / NSSDC. Sun Fact Sheet. Données physiques fondamentales concernant le Soleil et le Système solaire.
- [2] Union astronomique internationale (UAI), 2006. Resolution B5: Definition of a Planet in the Solar System. Définition officielle des planètes, planètes naines et petits corps du Système solaire.
- NASA Solar System Exploration. Ressources de référence sur les planètes, satellites, astéroïdes, comètes et objets de la ceinture de Kuiper.
- NASA — Center for Near Earth Object Studies (CNEOS). Informations et données concernant les astéroïdes et comètes passant à proximité de l'orbite terrestre.
- NASA — Kuiper Belt & Oort Cloud. Présentation des populations transneptuniennes, de la ceinture de Kuiper et du nuage d'Oort.
