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11 : Les planètes géantes

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    « Qu'est-ce que l'étude des planètes nous apprend sur la Terre ? Humilité. » —Andrew Ingersoll parle des résultats de la mission Voyager en 1986.

    Au-delà de Mars et de la ceinture d'astéroïdes, nous découvrons une nouvelle région du système solaire : le royaume des géants. Les températures y sont plus basses, ce qui permet à l'eau et aux autres substances volatiles de se condenser sous forme de glace Les planètes sont beaucoup plus grandes, les distances entre elles sont beaucoup plus grandes et chaque monde géant est accompagné d'un vaste système de lunes et d'anneaux.

    À bien des égards, c'est dans le système solaire externe que se déroule l'action, et les planètes géantes sont les membres les plus importants de la famille du Soleil. Comparés à ces géants extérieurs, les petites cendres de roche et de métal qui orbitent plus près du Soleil peuvent sembler insignifiantes. Ces quatre mondes géants, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, sont les sujets de ce chapitre. Leurs anneaux, leurs lunes et la planète naine Pluton seront abordés dans un chapitre ultérieur.

    • 11.1 : Exploration des planètes extérieures
      Le système solaire externe contient les quatre planètes géantes : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Les géantes gazeuses Jupiter et Saturne ont une composition générale similaire à celle du Soleil et ont été explorées par les vaisseaux spatiaux Pioneer, Voyager, Galilée et Cassini. Voyager 2 a exploré Jupiter (1979), Saturne (1981), Uranus (1986) et Neptune (1989), un grand tour des planètes géantes, et ces survols sont les seules explorations à ce jour des géants de glace Uranus et Neptune.
    • 11.2 : Les planètes géantes
      Jupiter est 318 fois plus massif que la Terre. Saturne est environ 25 % plus massive que Jupiter, et Uranus et Neptune ne sont que 5 % plus massives. Tous les quatre ont une atmosphère profonde et des nuages opaques, et tous pivotent rapidement sur des périodes allant de 10 à 17 heures. Jupiter et Saturne possèdent de vastes manteaux d'hydrogène liquide. Uranus et Neptune sont appauvris en hydrogène et en hélium par rapport à Jupiter et à Saturne (et au Soleil). Chaque planète géante possède un noyau de « glace » et de « roche » d'environ 10 masses terrestres.
    • 11.3 : Atmosphère des planètes géantes
      Les quatre planètes géantes ont généralement des atmosphères similaires, composées principalement d'hydrogène et d'hélium. Leur atmosphère contient de petites quantités de méthane et d'ammoniac, qui se condensent également pour former des nuages. Les couches nuageuses plus profondes (invisibles) sont constituées d'eau et peut-être d'hydrosulfure d'ammonium (Jupiter et Saturne) et de sulfure d'hydrogène (Neptune). Dans les hautes atmosphères, les hydrocarbures et autres composés à l'état de traces sont produits par photochimie. Nous ne connaissons pas l'origine des couleurs des nuages de Jupiter.
    • 11.E : Les planètes géantes (exercices)

    Vignette : Les quatre planètes géantes de notre système solaire ont toutes une atmosphère d'hydrogène, mais les géantes gazeuses chaudes, Jupiter et Saturne, ont des nuages beige, beige, rouge et blanc que l'on pense être composés de particules de glace ammoniacale contenant divers colorants appelés « chromophores ». Les géantes de glace teintées de bleu, Uranus et Neptune, sont beaucoup plus froides et couvertes de nuages de glace au méthane. (source : modification des travaux de l'Institut lunaire et planétaire de la NASA)