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14 : Les échantillons cosmiques et l'origine du système solaire

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    Imaginez que vous êtes un scientifique qui examine un échantillon de roche tombé de l'espace quelques jours plus tôt et que vous y trouviez certains des éléments chimiques constitutifs de la vie. Comment pouvez-vous déterminer si ces matières « organiques » provenaient de l'espace ou si elles étaient simplement le résultat d'une contamination terrestre ?

    Nous concluons notre étude du système solaire par une discussion sur son origine et son évolution. Certaines de ces idées ont été présentées dans Other Worlds : An Introduction to the Solar System ; nous y revenons maintenant en utilisant les informations que nous avons apprises sur des planètes individuelles et des membres plus petits du système solaire. En outre, des astronomes ont récemment découvert plusieurs milliers de planètes autour d'autres étoiles, y compris de nombreux systèmes multiplanétaires. Il s'agit d'une nouvelle source de données importante, qui nous fournit une perspective qui va au-delà de notre propre système solaire (et peut-être atypique).

    Mais d'abord, nous voulons examiner un autre moyen crucial pour les astronomes de découvrir l'histoire ancienne du système solaire : en examinant des échantillons de matière primitive, les débris des processus qui ont formé le système solaire il y a environ 4,5 milliards d'années. Contrairement aux roches Apollo Moon, ces échantillons de matière cosmique nous parviennent gratuitement : ils tombent littéralement du ciel. C'est ce que nous appelons poussière cosmique et météorites.

    • 14.1 : Météores
      Lorsqu'un fragment de poussière interplanétaire frappe l'atmosphère de la Terre, il brûle pour créer un météore. Des courants de particules de poussière qui se déplacent ensemble dans l'espace produisent des pluies de météores, au cours desquelles nous voyons des météores diverger d'un point du ciel appelé le rayonnement de la pluie. De nombreuses pluies de météores se produisent chaque année et sont associées à des comètes particulières qui ont laissé de la poussière lorsqu'elles se rapprochent du Soleil et que leurs glaces s'évaporent (ou se sont fragmentées en petits morceaux).
    • 14.2 : Météorites, pierres du ciel
      Les météorites sont les débris de l'espace qui survivent jusqu'à la surface de la Terre. Les météorites sont appelées découvertes ou chutes selon la façon dont elles sont découvertes ; la source la plus productive aujourd'hui est la calotte glaciaire de l'Antarctique. Les météorites sont classées comme des fers, des fers à pierre ou des pierres en fonction de leur composition. La plupart des pierres sont des objets primitifs, datés de l'origine du système solaire. Les plus primitives sont les météorites carbonées qui peuvent contenir un certain nombre de molécules organiques (riches en carbone).
    • 14.3 : Formation du système solaire
      Les météorites, les comètes et les astéroïdes sont des survivants de la nébuleuse solaire à partir de laquelle le système solaire s'est formé. Cette nébuleuse est le résultat de l'effondrement d'un nuage interstellaire de gaz et de poussière, qui s'est contracté (en conservant son moment cinétique) pour former notre étoile, le Soleil, entourée d'un mince disque de poussière et de vapeur en rotation. La condensation dans le disque a entraîné la formation de planétésimaux, qui sont devenus les éléments constitutifs des planètes.
    • 14.4 : Comparaison avec d'autres systèmes planétaires
      La première planète encerclant une étoile lointaine de type solaire a été annoncée en 1995. Vingt ans plus tard, des milliers d'exoplanètes ont été identifiées, y compris des planètes dont la taille et la masse se situent entre celles de la Terre et celles de Neptune, que nous n'avons pas dans notre propre système solaire. Quelques pour cent des systèmes d'exoplanètes possèdent des « Jupiter chauds », des planètes massives qui orbitent à proximité de leurs étoiles, et de nombreuses exoplanètes se trouvent également sur des orbites excentriques.
    • 14.5 : Évolution planétaire
      Après leurs débuts communs, chacune des planètes a évolué selon sa propre voie. Différents résultats possibles sont illustrés par la comparaison des planètes terrestres (Terre, Vénus, Mars, Mercure et Lune). Ce sont tous des objets rocheux et différenciés. Le niveau d'activité géologique est proportionnel à la masse : maximum pour la Terre et Vénus, moindre pour Mars et absent pour la Lune et Mercure. Cependant, les marées provenant d'un autre monde voisin peuvent également générer de la chaleur pour stimuler l'activité géologique.
    • 14.E : Les échantillons cosmiques et l'origine du système solaire (exercices)

    Miniature : Cette illustration représente un disque de poussière et de gaz autour d'une nouvelle étoile. Les matériaux contenus dans ce disque s'assemblent pour former des planétésimaux. (source : modification des travaux par l'université de Copenhague/Lars Buchhave, NASA).