Comparer et classer les objets du système solaire

Benoit Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

Emmanuelle Cecchi

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

23/09/2008

Résumé

Étude comparative de la taille, de la densité, de la composition chimique, des paramètres orbitaux des planètes du système solaire et de leurs principaux satellites.


Version remaniée et complétée à partir de la première édition du 3 mars 2000.

Le site de Calvin J. Hamilton contient, en français, des images commentées et des animations scientifiques sur tous les objets du système solaire.

Le site de Bill Arnett, The Nine Planets, présente un survol complet de l'histoire, de la mythologie et de la connaissance scientifique du système solaire en anglais. (Une version française du site de Bill Arnett est disponible ici).

Les images qui suivent sont issues de ces deux sites.

Depuis août 2006, Pluton n'est plus une planète mais fait partie d'une nouvelle catégorie de corps du système solaire : les planètes naines. Le système solaire a donc 8 planètes, des planètes naines et de nombreux satellites et corps de tailles et d'orbites variées.

Généralités sur le système solaire

Le système solaire est souvent limité, dans notre esprit, au Soleil et aux huits planètes qui gravitent autour. Pluton est encore connu du fait de son classement ancien comme planète et du débat, tranché en 2006, sur la définition d'une planète. La Lune est aussi vite rajoutée lorsqu'on parle des satellites naturels.

Nous allons ici rappeler tout ce que contient le système solaire, du Soleil aux corps les plus éloignés. Dans les parties suivantes, seuls les objets plus classiques sont détaillés.

Le système solaire "proche" : planète et satellites, ceinture d'astéroïdes.

Voici la liste des huit planètes du système solaire et de leurs principaux satellites :

  • Mercure ;
  • Vénus ;
  • Terre : un satellite naturel, la Lune ;
  • Mars
  • Jupiter : principaux satellites : Io, Europe, Ganymède, Callisto ;
  • Saturne : principaux satellites : Mimas, Encelade, Téthys, Dioné, Rhéa, Titan, Hypérion, Japet, Phœbé
  • Uranus : principaux satellites : Ariel, Umbriel, Titania, Obéron, Miranda
  • Neptune : principal satellite : Triton

Entre Mars et Jupiter, gravitent de nombreux corps formant la ceinture d'astéroïdes, dont par exemple : Gaspra, Ida, Dactyl, Mathilde, Éros et Itokawa.De cette ceinture sont issus bon nombre des météorites tombées sur Terre.

Le système solaire "lointain"

Au-delà de Neptune, on trouve d'abord les transneptuniens, ou planètes naines, ou plutoïdes. Avec, pour les plus connus, Pluton (et son satellite Charon), Éris (ex 2003 UB 313) et Sedna.

Ces plutoïdes sont "éloignés", mais pas assez pour faire partie de la ceinture de Kuiper (corps aux orbites plus elliptiques sur le plan de l'écliptique) ou du nuage de Oort dont le système solaire "proche" constitue le centre.

Parmi ces corps, n'oublions pas les comètes, corps aux orbites très elliptiques dont le passage dans notre ciel est généralement médiatisé. Parmi les plus connues et étudiées, citons : Halley, Holmes, Wild 2, Tempel 1, Hale Bopp, Barelly ou encore Hyakutake.

Densité et composition chimique

Les données de densité et de composition chimique permettent de classer les objets du système solaire en trois groupes.

Les planètes et satellites telluriques

Cliquer sur les images pour accéder aux "fiches d'identité" des planètes et satellites du système solaire.

Mercure

(planète)

Vénus

(planète)

Terre

(planète)

Lune

(satellite)

Mars

(planète)

Io

(satellite)

Europe

(satellite)

Les planètes et satellites de glaces

Cliquer sur les images pour accéder aux "fiches d'identité" des planètes et satellites du système solaire.

Pluton

(planète naine)

(plutoïde)

Ganymède

(satellite)

Callisto

(satellite)

Titan

(satellite)

Triton

(satellite)

Quelques petits satellites de glace .

Encelade

(petit satellite)

Miranda

(petit satellite)

Rhéa

(petit satellite)

Les planètes géantes

Cliquer sur les images pour accéder aux "fiches d'identité" des planètes et satellites du système solaire.

Jupiter

(planète)

Saturne

(planète)

Uranus

(planète)

Neptune

(planète)

Comparaison de la composition chimique et de la densité

 

DENSITÉ

COMPOSITION

MERCURE

5.4

Fe, Ni, silicates

VÉNUS

5.3

Fe, Ni, silicates

TERRE

5.5

Fe, Ni, silicates

LUNE

3.3

silicates

MARS

3.9

Fe, S, silicates

JUPITER

1.3

hydrogène, hélium

IO

3.4

silicates

EUROPE

3.0

silicates, glaces d'eau

GANYMÈDE

1.9

glaces d'eau, silicates

CALLSITO

1.9

glaces d'eau, silicates

SATURNE

0.7

hydrogène, hélium

TITAN

1.8

glaces d'eau, silicates

URANUS

1.2

glaces d'eau, silicates

NEPTUNE

1.7

glaces d'eau, silicates

TRITON

2

glaces d'eau, silicates

PLUTON

2.2

glaces d'eau, silicates

Taille des objets du système solaire : les huit planètes et Pluton

En couleur, quelques valeurs remarquables...

 

Distance moyenne au soleil

Diamètre en km

Millions de km

U.A.

MERCURE

58

0,39

4.878

VÉNUS

108

0,72

12.104

TERRE

150

1,00

12.756

MARS

228

1,52

6.794

JUPITER

778

5,20

143.884

SATURNE

1.427

9,54

120.536

URANUS

2.870

19,18

51.118

NEPTUNE

4.497

30,06

50.530

PLUTON

5.900

39,44

2.245

 

Masse relative à la Terre en g/cm3

Masse volumique en %

Aplatissement aux pôles

Nombre de satellites

MERCURE

0,06

5,4

0,0

0

VÉNUS

0,82

5,2

0,0

0

TERRE

1

5,5

0,3

1

MARS

0,11

3,9

0,5

2

JUPITER

317,87

1,3

6,7

16

SATURNE

95,14

0,7

10,4

18

URANUS

14,56

1,2

2,3

15

NEPTUNE

17,21

1,7

1,8

8

PLUTON

0,002

1,8

0,0

1

Paramètres orbitaux des huit planètes et de Pluton

En couleur, quelques valeurs remarquables...

 

Distance moyenne au soleil

Période de révolution orbitale (=année sidérale)

Vitesse orbitale en km/s

Période de rotation (=jour sidéral)

Millions de km

U.A.

MERCURE

58

0,39

88 jours

47,5

58,6 jours

VÉNUS

108

0,72

225 jours

35

-243 jours

TERRE

150

1,00

365 jours

29,8

23,9 heures

MARS

228

1,52

687 jours

24,1

24,6 heures

JUPITER

778

5,20

12 années

13,1

9,8 heures

SATURNE

1.427

9,54

29 années

9,6

10,2 heures

URANUS

2.870

19,18

84 années

6,8

17,2 heures

NEPTUNE

4.497

30,06

165 années

5,3

16,3 heures

PLUTON

5.900

39,44

248 années

2,9

6,4 jours

 

Distance moyenne au soleil

Obliquité de l'axe de rotation en degrés

Excentricité orbitale

Inclinaison sur l'écliptique

Millions de km

U.A.

MERCURE

58

0,39

0

0,206

7°00'

VÉNUS

108

0,72

-2

0,007

3°24'

TERRE

150

1,00

23,44

0,017

0°00'

MARS

228

1,52

23,98

0,093

1°51'

JUPITER

778

5,20

3,08

0,048

1°18'

SATURNE

1.427

9,54

29

0,056

2°29'

URANUS

2.870

19,18

97,92

0,046

0°46'

NEPTUNE

4.497

30,06

28,80

0,010

1°46'

PLUTON

5.900

39,44

?

0,250

17°12'