Un bien grand Univers - Le système solaire

Une étoile parmi d'autres

Toujours à la vitesse de la lumière, nous mettrions à peine plus de huit minutes pour atteindre le Soleil. Astre principal du système solaire, ce dernier est une étoile, c'est-à-dire une boule de plasma ! (gaz ionisé), constituée principalement d'hydrogène et d'hélium (le gaz dont on gonfle les ballons de baudruche). Il émet sa propre lumière en raison d'une température de surface très élevée (près de 5 500°C), phénomène connu sous le nom d'incandescence. Sa puissance est littéralement colossale : 400 millions de milliards de milliards de watts ! A titre de comparaison, la puissance d'une grosse centrale nucléaire est de l'ordre du gigawatt (un milliard de watts).

L'énergie qu'il libère en une seule petite seconde suffirait ainsi à couvrir les besoins de l'humanité en électricité (au rythme de consommation actuelle bien entendu) pendant près de six millions d'années... Pendant longtemps les physiciens se sont posés la question de l'origine de cette énergie : provenait-elle d'une simple combustion (à l'instar de celle du charbon), de la contraction du Soleil sous l'effet de son propre poids (hypothèse émise par Lord Kelvin (1824-1907) ! à la fin du XIXe siècle), ou d'un autre mécanisme restant à découvrir ?

Nous savons aujourd'hui, entre autres grâce aux travaux réalisés au tout début des années 1920 par l'anglais Arthur Eddington (1882-1944) et le français Jean Perrin (1870-1942), qu'elle est libérée au coeur de l'étoile, où se produisent en permanence des réactions de fusion nucléaire !, au cours desquelles de l'hydrogène se transforme progressivement en hélium. Curieusement, au cours de ces réactions, la masse de l'hélium qui se forme à chaque instant est légérement inférieure (de 0,7 %) à celle de l'hydrogène qui lui a donné naissance. A l'échelle du Soleil, ce sont ainsi près de 4 millions de tonnes de matière (en gros, la masse de la grande pyramide de Khéops) qui manquent à l'appel chaque seconde ! En réalité, cette matière n'a pas "disparu" dans le néant, mais a été convertie en énergie de rayonnement, et ce en vertu de la célébrissime équation E = m.c² !, popularisée par le non moins célébrissime Albert Einstein (1879-1955) où m représente la masse convertie en énergie, et c² la célérité (vitesse) de la lumière élevée au carré, ce qui fait... beaucoup.

Le Soleil, tout comme nous, est parfois sujet à des sautes d'humeur, rythmées par différents cycles, au cours desquels des périodes d'activité intense succèdent à des moments de calme plat, le tout étant orchestré par un puissant champ magnétique. Le plus important, appelé cycle de Schwabe, a été découvert par l'astronome amateur allemand Heinrich Schwabe, vers 1843. D'une durée approximative de 11 ans (variable d'un cycle à l'autre), il voit l'activité de notre étoile passer par des pics d'intensité se manifestant par divers phénomènes : protubérances (jets de matière solaire en forme de filaments), taches solaires, et surtout éruptions, au cours desquelles sont éjectées d'importantes quantités de plasma (électrons, protons, ions...).

Lorsque ces flots de particules électrisées - qui mettent généralement deux à trois jours pour couvrir la distance qui nous sépare du Soleil - "frappent" la Terre, elles sont canalisées vers les régions polaires par le champ magnétique de notre planète, provoquant dans la haute atmosphère la formation de splendides aurores polaires !, arborant des teintes allant du rouge au vert, en passant par le rose. Parfois les conséquences sont plus sérieuses : les satellites de télécommunication et de navigation (GPS) peuvent être perturbés, et il arrive même que de fortes éruptions provoquent des pannes dans les réseaux électriques, comme ce fut le cas en 1989 à Québec, où 6 millions de personnes se sont retrouvées plongées dans le noir.

Sur l'image ci-dessus à gauche vous pouvez voir une tache solaire. Pour vous donner une idée de sa taille, dites vous que chacune des espèces de "bulles" qui couvrent le reste de l'image (on appelle ça la granulation !) fait approximativement la taille de la France. Et encore, il s'agit ici d'une petite tache... Ce phénomène, transitoire, est lié à l'apparition dans la photosphère (la couche du Soleil que l'on voit à l'oeil nu) d'une zone relativement froide (seulement 4 000°C, brrr...), qui émet par conséquent moins de lumière et parait sombre par contraste. Sans entrer dans les détails, ces taches sont dues à l'émergence de lignes de champ magnétiques sous l'effet de la poussée d'archimède (la même qui fait flotter les bateaux et les canards).

Encore un mot sur notre Soleil : bien qu'ayant une taille plus qu'honorable (1 392 000 km de diamètre, tout de même !), ce bon gros pépère, dont l'âge est estimé à 4,6 milliards d'années, appartient à la famille des "naines jaunes". Il n'y a donc pas de quoi se vanter : certaines étoiles sont en effet beaucoup plus imposantes que lui, et je pèse mes mots. Pour n'en citer qu'une parmi tant d'autres, l'étoile Bételgeuse, une "supergéante rouge" visible dans la constellation d'Orion lors des longues nuits d'hivers, serait pratiquement mille fois plus grande que lui ! Si elle nous semble beaucoup moins brillante que le Soleil, c'est tout simplement parce qu'elle est trente millions de fois plus éloignée que ce dernier.

Il y aurait encore bien des choses à raconter au sujet de notre étoile, mais il n'est pas tout seul...

Le bal des planètes

Le Soleil, tout comme nombre d'étoiles, est accompagné d'un cortège de huit planètes. Par ordre d'éloignement, nous trouvons :

Mercure Mercure
Distance au Soleil : 58 millions de km
Diamètre équatorial : 4 880 km
Durée du jour sidéral : 58 jours
Période de révolution : 88 jours      Vénus Vénus
Distance au Soleil : 108 millions de km
Diamètre équatorial : 12 100 km
Durée du jour sidéral : 243 jours
Période de révolution : 225 jours      Terre Terre
Distance au Soleil : 150 millions de km
Diamètre équatorial : 12 756 km
Durée du jour sidéral : 23h56
Période de révolution : 365,25 jours      Mars Mars
Distance au Soleil : 228 millions de km
Diamètre équatorial : 6 780 km
Durée du jour sidéral : 24h37
Période de révolution : 687 jours      Jupiter Jupiter
Distance au Soleil : 778 millions de km
Diamètre équatorial : 143 000 km
Durée du jour sidéral : 9h56
Période de révolution : 11,9 ans      Saturne Saturne
Distance au Soleil : 1 426 millions de km
Diamètre équatorial : 120 000 km
Durée du jour sidéral : 10h33
Période de révolution : 29,4 ans      Uranus Uranus
Distance au Soleil : 2 870 millions de km
Diamètre équatorial : 51 000 km
Durée du jour sidéral : 17h15
Période de révolution : 84 ans      Neptune Neptune
Distance au Soleil : 4 494 millions de km
Diamètre équatorial : 49 000 km
Durée du jour sidéral : 16h07
Période de révolution : 165 ans

Si vous éprouvez quelque difficulté à les retenir dans l'ordre, c'est très grave, mais ça se soigne. Il existe en effet une multitude de phrases mnémotechniques permettant d'accomplir cet exploit, où la première lettre de chaque mot correspond à l'initiale du nom des planètes. En voici une parmi d'autres :

                                               Me   Voici   Tout   Mouillé,   J'ai   Suivi    Un    Nuage

Le terme "planète" est issus d'un mot grec, πλανήτης (planètès), qui signifie "astre errant". En effet, les astronomes de l'Antiquité se sont vite rendus compte que certains corps célestes se déplacent sur la voûte céleste, tandis que les étoiles restent "fixes" les unes par rapport aux autres (en réalité, elles sont animées d'un mouvement extrêmement lent, mais ce dernier est quasi-imperceptible à l'échelle d'une vie humaine). Sont alors considérés comme "vagabonds" la Lune, le Soleil, Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne (Uranus et Neptune ne sont pas connues à l'époque). Ce n'est donc pas un hasard si notre semaine comporte sept jours, chacun d'entre eux étant associé à l'un de ces astres errants : lundi pour la Lune, mardi pour Mars, mercredi pour Mercure, jeudi pout Jupiter, vendredi pour Vénus, samedi pour Saturne et enfin dimanche (Sunday en anglais) pour le Soleil.

Prenons le cas de la planète Mars. Nous pouvons observer sur l'image ci-dessous les positions occupées par cette dernière sur une période d'environ huit mois : elle dessine une sorte de boucle au cours de laquelle elle semble faire demi-tour, avant de repartir dans le "bon" sens (de la droite vers la gauche). Ce phénomène, dû à la combinaison des mouvements de la Terre et de la planète rouge, est appelé rétrogradation !. Il se produit tous les 2 ans (à un chouïa près), lors de l'opposition, c'est à dire lorsque Mars passe au plus près de la Terre.

Les planètes peuvent être réparties en deux groupes distincts :

     - celles dites telluriques (Mercure, Vénus, Terre et Mars), relativement proches du Soleil, sont essentiellement rocheuses (avec un noyau métallique) et possèdent une surface solide. Bref, on peut marcher dessus, à condition toutefois d'aimer la chaleur (sur Vénus, il fait près de 460°C) ou le froid (-65°C en moyenne sur Mars). J'allais oublier : tellurique vient d'un mot latin, tellus, qui signifie la terre, le sol, tout simplement.

     - les géantes gazeuses (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune), plus éloignées du Soleil, sont beaucoup plus grandes (Jupiter fait onze fois le diamètre de la Terre !) et ne possèdent pas de surface solide (seul leur noyau est rocheux). Elles possèdent toutes des anneaux, mais seuls ceux de Saturne, très développés, sont visibles dans un petit télescope.

Ces 8 planètes, qu'elles soient telluriques ou gazeuses, n'émettent pas de lumière mais se contentent de renvoyer une faible partie de celle qu'elles reçoivent du Soleil. De plus, elles sont toute petites et légères (même les géantes gazeuses) comparées au Soleil, ce dernier concentrant à lui seul près de 99,9 % de la masse totale du système solaire.

Elles se déplacent approximativement dans un même plan - défini par l'orbite de la planète Terre - portant le nom de plan de l'écliptique

La Terre décrit, en tournant autour du Soleil, une ellipse. C'est le plan défini par cette ellipse que nous appelons plan de l'écliptique, dénomination qui découle du fait que la Lune doit traverser ce plan (en 2 points appelés "noeuds") pour que puissent se produire des éclipses (de Lune ou de Soleil).
Vue de la Terre, l'écliptique correspond à la projection, sur la voûte céleste, de la trajectoire annuelle du Soleil.
C'est sur l'écliptique que l'on trouve les constellations du zodiaque, délimitées sur la voûte céleste par une "ceinture" large d'environ 16°. . Si l'on pouvait se placer "au-dessus" de ce plan, de façon à voir l'hémisphère Nord des planètes, nous verrions ces dernières effectuer leurs révolutions autour du Soleil dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, décrivant des trajectoires régies par ce qu'il est convenu d'appeler entre gens civilisés les lois de Kepler !. Au nombre de trois, elles furent établies au début du XVIIe par l'astronome et mathématicien Johannes kepler (1571-1630) dont vous pouvez admirer le portrait ci-contre. Elles firent alors l'effet d'une bombe : les trajectoires planétaires n'allaient plus être décrites par des combinaisons de cercles, figures parfaites, comme on le pensait depuis près de deux millénaires, mais par de vulgaires ellipses. Tout se perd, ma bonne dame...

A l'exception de Mercure et de Vénus, les planètes partagent leur vie avec un ou plusieurs compagnons, appelés satellites naturels. Par définition, un satellite naturel est un corps céleste qui orbite autour d'une planète ou, de façon générale, autour d'un astre plus massif que lui (de ce point de vue, les planètes sont des satellites du Soleil). La Terre n'a qu'un seul satellite naturel, la Lune, tandis que Mars en possède deux. Quant à Jupiter et Saturne, elles sont toutes deux accompagnées d'au moins quatre-vingt "lunes", et l'on continue d'en découvrir !

Nous venons de voir que la lumière du Soleil met environ huit minutes pour franchir les 150 millions de kilomètres qui nous en séparent. Cette distance, qui sert de référence dans le système solaire, s'appelle une unité astronomique (notée ua). En avion de ligne, il nous faudrait environ 20 ans pour couvrir une telle distance, et sans escale bien entendu !
Neptune, planète la plus lointaine de notre système solaire (Pluton n'est plus considéré comme une planète depuis 2006) parcourt son orbite à 30 unités astronomiques du Soleil. La lumière de ce dernier met un peu plus de quatre heures pour l'atteindre.

Sur notre maquette au un milliardième (voir chapitre précédent), où la Terre a la taille d'une bille, il faudrait un ballon de 1 m 40 de diamètre pour représenter le Soleil et ses 1 392 000 km de diamètre. Nous en serions alors éloignés de 150 mètres.

Un pamplemousse (à condition toutefois qu'il ne soit pas encore pressé) permettrait de figurer l'énorme Jupiter, plus grosse des huit planètes. Quant à Neptune, elle aurait la taille d'une mandarine et serait distante de 4,5 km. Effectuer une révolution autour du Soleil lui demande 165 ans : exprimée en années neptuniennes, l'espérance de vie d'un humain ne serait que de 6 mois.

Les planètes naines

Autrefois, il était écrit dans tout bon livre d'astronomie que notre système solaire comportait neuf planètes, la plus éloignée du Soleil étant la mystérieuse Pluton, découverte en 1930 par l'américain Clyde Tombaugh (1906-1997). En août 2006, coup de théâtre, on nous apprend qu'il n'y en a plus que huit, Pluton étant déchue de son statut. Bon, il faut bien reconnaître qu'elle a toujours été un peu bizarre. Tout d'abord, c'est une demi-portion avec ses 2400 km de diamètre (elle est donc plus petite que la Lune). Ensuite, elle se distingue par une orbite assez particulière : non seulement celle-ci est très allongée (au point parfois de "croiser" celle de Neptune) mais elle n'a même pas le bon goût de se déployer dans le plan de l'écliptique

La Terre décrit, en tournant autour du Soleil, une ellipse. C'est le plan défini par cette ellipse que nous appelons plan de l'écliptique, dénomination qui découle du fait que la Lune doit traverser ce plan (en 2 points appelés "noeuds") pour que puissent se produire des éclipses (de Lune ou de Soleil).
Vue de la Terre, l'écliptique correspond à la projection, sur la voûte céleste, de la trajectoire annuelle du Soleil.
C'est sur l'écliptique que l'on trouve les constellations du zodiaque, délimitées sur la voûte céleste par une "ceinture" large d'environ 16°. , par rapport auquel elle est inclinée de 17°.

Malgré ces écarts de conduite, Pluton était considérée comme faisant partie de la famille et l'on s'en accommodait fort bien. Seulement, à la toute fin du XXe siècle ainsi qu'au début du XXIe, la découverte d'une foule d'objets au-delà de Neptune, en particulier d'Eris (début 2005), un machin de la taille de Pluton mais légérement plus massif, allait obliger l'UAI (Union Astronomique Internationale), seul organisme habilité à donner des noms officiels aux astres, à redéfinir la notion de planète. Pour mériter le titre de planète, il faut dorénavant :

     1 : être en orbite autour du Soleil (ou d'une autre étoile)

     2 : avoir une forme sphérique ou presque

     3 : avoir fait le ménage sur son orbite, éliminant ainsi tout corps susceptible de se déplacer dans son voisinage

Certes Pluton tourne autour du Soleil, et elle est bien ronde ! Mais - c'est là que le bât blesse - visiblement peu méticuleuse, elle n'a pas fait le ménage sur son orbite. Alors, que faire ? Eh bien l'UAI a pris la décision de créer une nouvelle catégorie d'objets célestes, celle des planètes naines, qui respectent les deux premiers critères énoncés ci-dessus, mais pas le troisième. A l'heure actuelle, seuls cinq privilégiés ont bénéficié de ce statut particulier : Pluton, Cérès (qui est aussi un astéroïde), Eris, Hauméa et Makémaké.

Bien entendu, nous ne saurions clore ce sujet sans évoquer brièvement la sonde New Horizon qui, en plus de transporter une partie des cendres de Clyde Tombaugh, nous transmit en juillet 2015 les premières images détaillées de la planète Pluton, après un long voyage de neuf ans (il faut dire que Pluton est à près de 6 milliards de km de chez nous !).

En plus des planètes (géantes, telluriques ou naines) et de leurs satellites, notre système solaire abrite une multitude d'astres de petites dimensions et de formes irrégulières, qualifiés de petits corps : astéroïdes, objets transneptuniens et comètes. Allons de ce pas à leur rencontre.

Les petits corps du système solaire

Les astéroïdes tirent leur nom du latin aster, qui signifie étoile, car ils sont tellement petits qu'au télescope ils apparaîssent sous forme ponctuelle, tout comme les étoiles. Ce qui les distingue de ces dernières, c'est qu'ils se déplacent lentement sur la voûte céleste (les étoiles restant fixes), à l'instar des planètes. C'est d'ailleurs ce qui permit à l'abbé Giuseppe Piazzi (1746-1826), fondateur de l'observatoire de Palerme (en Sicile), de découvrir en 1801 le tout premier d'entre eux, Cérès. Plus gros des astéroïdes (son diamètre est d'environ 950 km), il est aujourd'hui considéré comme une planète naine car sa forme est quasi-sphérique. Il appartient à une grande famille, dont les membres ont généralement des formes tarabiscotées et circulent pour la plupart entre Mars et Jupiter, formant ce que l'on appelle communément la ceinture pricipale d'astéroïdes, ou plus simplement ceinture d'astéroïdes. Aujourd'hui (en 2019), on en a déjà découvert plus de 700 000 (il y en a certainement des millions), mais seuls 240 d'entre eux font plus de 100 km, leur nombre étant inversement proportionnel à leur taille. Au moment de leur découverte, on leur attribue une désignation provisoire (par exemple 1982 FC), qui est par la suite remplacée par un numéro définitif suivi de la désignation provisoire (voir ici !). Un peu plus de 20 000 d'entre eux se sont même vus attribuer un petit nom, comme par exemple Pallas, Vesta, Melpomène, Hector, Ramsès, Chopin, Beethoven, Mozartia, Shakespeare, Isaac Newton, Rembrandt, Monet, Einstein, Hergé, Castafiore, Bésixdouze (référence au Petit Prince), Aretha (en hommage à Aretha Franklin), Mr.Spock, James Bond, Lennon, McCartney, Harisson, Starr...
Les distances séparant les astéroïdes ont beau être considérables, ils sont tellement nombreux qu'il arrive parfois qu'il y ait des collisions, au cours desquelles ces derniers se désagrègent en une multitude de petits fragments appelés météoroïdes, qui connaissent dès lors une vie d'errance durant des milliers, voire des millions d'années, avant de croiser éventuellement le chemin de la Terre (ou celui d'une autre planète) et d'entrer en collision avec elle. Si les météoroïdes ne se sont pas totalement désintègrés lors de la rentrée dans l'atmosphère (qui peut se faire à plus de 20 km/s !) ou lors d'un impact à pleine vitesse avec le sol (pour les plus gros d'entre eux), il se peut que l'on en récupère des morceaux, qui prennent alors le nom de météorites. Rocheuses ou métalliques, ces dernières sont étudiées de près car leur composition nous renseigne sur les conditions qui régnaient dans le système solaire lors de sa formation, il y a quelques milliards d'années. La taille des météorites est extrêmement variable, allant de la simple poussière visible au microscope au bloc de plusieurs tonnes, les plus grosses étant généralement métalliques car elles se fragmentent moins facilement que la roche lors de la rentrée dans l'atmosphère. Le record est actuellement détenu par la météorite de Hoba, tombée il y a moins de 80 000 ans en Namibie et découverte en 1920 : sa masse est estimée à 60 tonnes, ce qui fait d'elle le plus gros bloc naturel de fer connu à la surface de notre planète.

Tous les astéroïdes ne sont pas confinés dans la ceinture d'astéroïdes, peu s'en faut. Certains errent dans le système solaire en décrivant des orbites très allongées dont les caractéristiques évoluent au cours du temps, en raison de l'influence gravitationnelle exercée par les planètes géantes. Tel est le cas notamment du groupe des centaures (petit clin d'oeil aux créatures mythologiques mi-hommes mi-chevaux), qui se promènent entre Jupiter et Neptune, et dont le premier spécimen, Chiron, ne fut découvert qu'en 1977. On estime aujourd'hui que la majorité des centaures ont beaucoup de points communs avec les comètes, comme le suggèrent d'une part leur couleur très foncée (nous y reviendrons) et d'autre part la chevelure qu'ils développent parfois quand ils sont proches de leur périhélieLe périhélie (littéralement "autour du Soleil") est le point de l'orbite d'une planète (ou d'un astéroïde) le plus proche du Soleil, par opposition à l'aphélie, qui en est le point le plus éloigné..

D'autres astéroïdes, les troyens, squattent l'orbite d'une planète, occupant deux régions particulières appelées points de Lagrange L4 et L5, situés à 60 degrés de part et d'autre de ladite planète. Le cas le plus emblématique est celui de Jupiter, qui est accompagné d'au moins 7000 troyens, répartis entre le "camp grec", ou groupe d'Achille, au point L4, et le "camp troyen" au point L5. De ce point de vue, les autres planètes font plutôt pâle figure : à l'heure actuelle, seuls 9 troyens ont été découverts sur l'orbite de Mars, tandis que Neptune en possèderait 22. Quand à Uranus, on ne lui connaît à ce jour qu'un seul troyen. Et notre planète dans tout cela ? Eh bien elle n'est pas en reste, puisqu'elle possède elle aussi son propre troyen, baptisé 2010 TK₇ (il fut donc découvert en 2010). Situé près du point de Lagrange L4 (il précède la Terre sur son orbite), sa taille est estimée à environ 300 mètres de long.

Nombre d'astéroïdes évoluent à proximité de l'orbite terrestre, mais cela ne doit pas nous empêcher de dormir pour autant, advienne que pourra... Certains s'approchent parfois "dangereusement", ce qui leur vaut d'être qualifiés, de façon un peu abusive, de géocroiseurs, alors que la majorité d'entre eux ne croisent jamais l'orbite de la Terre. Ils se répartissent en trois grandes familles :

- Les Atens, qui circulent essentiellement à l'intérieur de l'orbite terrestre.

- Les Apollos, qui croisent régulièrement l'orbite de la Terre, et méritent donc le titre de géocroiseurs.

- Les Amors, qui sont plus éloignés du Soleil que la Terre et ne font qu'en frôler l'orbite, mais sans la couper.

Afin de mieux quantifier le risque de collision avec un géocroiseur (astéroïde ou comète), une échelle intégrant différents paramètres tels que la masse de l'objet, sa vitesse et sa trajectoire a été adoptée en juin 1999 par l'UAI : il s'agit de l'Echelle de Turin, graduée de 0 (risque nul) à 10 (collision certaine entraînant une catastrophe globale) !. Depuis que cette échelle existe, le record a été établi en décembre 2004 par l'astéroïde Apophis, un "caillou" long d'environ 300 mètres (pesant tout de même près de 40 millions de tonnes !) censé nous rendre visite le vendredi 13 avril 2029 (il ne devrait alors passer qu'à 30 000 km de la Terre), ainsi qu'en 2036. On lui attribua d'abord le niveau 2 (collision très improbable), puis 4 (soit 1% de chance de collision, avec des dégâts à l'échelle d'une région), avant de finalement le rétrograder au niveau 1, et enfin 0 lorsque les calculs montrèrent que tout risque de collision pouvait être définitivement écarté.

On sait, depuis quelques années, qu'une foule de petits corps glacés (certains sont peut-être rocheux) évoluent au-delà de l'orbite de Neptune, constituant la famille des objets transneptuniens (ou TNO pour les fainéants), dont la majeure partie est confinée dans une zone en forme d'anneau appelée ceinture de Kuiper. Peut-être encore plus importante que la ceinture principale d'astéroïdes, elle tient son nom de l'astronome Gérard Kuiper qui, s'interrogeant sur l'origine des comètes à courte période (celles dont l'orbite est parcourue en moins de 200 ans), prédit son existence en 1951. Qualifiés de KBO (Kuiper Belt Objects), ses membres s'y répartissent en plusieurs groupes aux noms un peu étranges. Par ordre d'éloignement du Soleil, nous trouvons :

- Les plutinos (terme signifiant "petits plutons"), qui ont des orbites assez similaires à celle de Pluton et sont, tout comme ce dernier, en résonance 2:3 avec Neptune.
"Argh !! Résonnance 2:3 ? C'est quoi ce truc ? Ca se mange ?"
Eh bien non, ça ne se mange pas : cela signifie simplement que pendant qu'ils font deux tours du Soleil, Neptune a le temps d'en faire trois. On en connait près de 200 à ce jour, les plus grands étant Orcus (950 km de diamètre) et Ixion (environ 750 km). Il ne faut pas confondre les plutinos avec les plutoïdes, nom parfois donné aux planètes naines transneptuniennes (Pluton, Eris, Hauméa et Makémaké).

- Les cubewanos, qui tiennent leur nom de l'astéroïde 1992 QB₁, premier objet de ce type à être découvert, en 1992. Encore appelés objets classiques de la ceinture de Kuiper, ils ne sont pas en résonance avec Neptune, contrairement aux plutinos, et se déplacent - du moins pour la plupart d'entre eux - sur des orbites à peu près circulaires, entre 42 et 48 ua (unités astronomiques) du Soleil. Les plus connus sont Makémaké (1470 km) et Hauméa (1500 km), tous deux classés parmi les plutoïdes.

- Les twotinos (ça se prononce "toutino"), qui sont en résonance 1:2 avec Neptune (ils ne font qu'une fois le tour du Soleil quand Neptune en fait deux).

Enfin, au-delà de la ceinture de Kuiper, on trouve de petits corps qualifiés d'objets épars, parmi lesquels figure Eris, planète naine la plus massive du système solaire (avec un diamètre de 2300 km, elle est à peine plus petite que Pluton). Contrairement aux cubewanos, leurs orbites sont très excentriques, ce qui les entraîne parfois très loin du Soleil. C'est ainsi que Sedna, dont le nom évoque la déesse de la mer dans la mythologie Inuite, peut s'éloigner jusqu'à mille unités astronomiques de notre étoile, qui paraît alors moins lumineuse que la pleine Lune vue de la Terre. Même pour la lumière, parcourir une telle distance nécessite presque une semaine. Découverte en novembre 2003, Sedna n'a depuis cette date parcouru qu'une infime partie de son orbite : effectuer une révolution complète lui demande en effet plus de 11 000 ans...

Un dernier mot avant de quitter le monde fascinant des astéroïdes. Le 19 octobre 2017, un curieux objet est détecté alors qu'il passe à seulement 30 millions de km de la Terre. Son nom, Oumuamua, signifie "éclaireur" ou "messager" en hawaïen. Sa particularité ? Outre une forme très allongée (il mesure 400 m de long pour seulement 40 m de large), l'étude de sa trajectoire semble indiquer qu'il proviendrait... d'un autre système stellaire, ce qui en ferait le tout premier "bidule" d'origine interstellaire observé dans notre système solaire. De là à y voir une sonde autonome envoyée par une civilisation extraterrestre, comme le pense le physicien américano-israélien Avi Loeb, il n'y a qu'un pas que nous nous garderons toutefois de franchir. Cette histoire n'est d'ailleurs pas sans rappeler le roman Rendez-vous avec Rama, ouvrage de science-fiction d'Arthur C. Clarke publié en 1973, qui décrit l'arrivée dans notre système solaire, en l'an 2130, d'un vaisseau spatial de forme cylindrique, long de plusieurs dizaines de kilomètres et baptisé Rama. Il n'est donc pas interdit de rêver...

Nous avons déjà évoqué, très succintement, ces astres vagabonds semblant venir de nulle part appelés comètes, petits corps de quelques de kilomètres de diamètre (une centaine pour les plus grandes). Constituées de glaces, de poussières et de petits débris rocheux, on les compare parfois à des "boules de neige sales" (selon le modèle dit de "Whipple"), leur surface étant généralement très sombre. Lorsqu'une comète s'approche du Soleil, une partie de la glace dont elle est constituée se sublime (passe de l'état solide à l'état gazeux), entraînant avec elle une foule de résidus solides, donnant ainsi naissance à une queue de poussières et à une queue de plasma (gaz ionisé), longues chacune de plusieurs millions de kilomètres. Cette caractéristique est d'ailleurs à l'origine de leur nom, qui vient du grec κομήτης (komêtês), signifiant "astre chevelu". Lorsque la Terre croise l'orbite d'une comète, les débris "semés" par cette dernière tombent alors sur notre planète et entrent à grande vitesse dans l'atmosphère, où ils se désintègrent en donnant naissance aux étoiles filantes, engendrant parfois de véritables pluies de météores (nom donné aux phénomènes atmosphériques). Certaines sont même restées dans les mémoires, comme celle qui eut lieu durant la nuit du 12 au 13 novembre 1833, atteignant par moment un taux d'environ 200 000 étoiles filantes à l'heure !
L'intérêt que les comètes suscitent vient en partie du fait que ces dernières proviennent des confins du système solaire. Ayant été conservées dans un environnement très froid, elles n'ont pas évolué au cours du temps et reflètent donc la composition de la nébuleuse qui a donné naissance au Soleil et aux astres qui l'accompagnent. Cela reste encore très hypothétique, mais une partie de l'eau de notre planète aurait été apportée par les comètes (lors de collisions), de même que certaines molécules complexes intervenant dans la "fabrication" des êtres vivants. C'est ainsi que le petit robot répondant au doux nom de Philae, qui s'est posé en 2014 sur la comète Tchouri (dans le cadre de la mission Rosetta) a mis en evidence la présence de glycine, l'un des 22 acides aminés intervenant dans la constitution des protéines.

Mais... où cela s'arrête-t-il donc ?

Il est difficile d'assigner une frontière précise à notre système solaire, puisqu'elle dépend du critère retenu. Si l'on considère que cette dernière correspond à l'héliopause, limite de la zone d'influence des vents solaires, alors les données fournies par la sonde Voyager 1 indiquent qu'elle se situe à un peu moins de 20 milliards de km (soit environ 130 ua). Si l'on prend maintenant comme critère la limite de l'influence gravitationnelle du Soleil, elle s'étend cette fois au-delà du nuage d'Oort, hypothétique réservoir de comètes (qui pourrait en contenir des milliards) d'où proviendraient les comètes à longue période. De forme sphérique, ce nuage s'étendrait sur plus de 60 000 unités astronomiques, soit près de dix mille milliards de km ! Même à la vitesse de la lumière, il faudrait un an pour parcourir une telle distance dans le vide (nous en reparlerons dans le chapitre suivant).
A l'échelle de notre maquette au un milliardième, la frontière du système solaire serait donc sitée à 10 000 km. Au-delà, nous entrons dans la zone d'influence des étoiles voisines, peut-être elles-mêmes entourées de leur propre nuage d'Oort, mais cela, c'est une autre histoire...

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