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Document 2 : caractéristiques des 8 planètes du système solaire Planètes Mercure Vénus Terre Mars Jupiter Saturne Uranus Neptune Caractéristiques
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Le système solaire Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites 1
Le système solaire
Dossier enseignants
Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites et la ceinture d'astéroïdesDépartement éducation - formation
Palais de la découverte
Avenue Franklin D. Roosevelt
75008 Paris
www.palais-decouverte.fr 2015 Le système solaire Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites 2Sommaire
I Le Soleil
I.1 Phénomènes de surface 3
I.2 Le fonctionnement du Soleil 7
II Les planètes telluriques
II.1 Mercure 11
II.2 Vénus 15
II.3 La Terre 19
II.4 Mars 22
II.4.1 La planète Mars 23
II.4.2 Paysages martiens 27
II.5 Les satellites des planètes
II.5.1 La Lune, le satellite de la Terre 30
II.5.2 L'edžploration de la Lune 34
II.5.3 Un scénario possible de formation de la Lune 41 II.5.4 Phobos et Déimos, satellites de Mars 42 III La ceinture d'astĠroŢdes et les mĠtĠoritesIII.1 Les astéroïdes 45
III.2 Les météorites 48
Le système solaire Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites 3I Le Soleil
Le Soleil est une étoile, c'est-à-dire une énorme sphère de gaz dont la surface, très chaude, émet
de la lumière. Il reprĠsente ă lui seul plus de 99,8 й de la masse du systğme solaire. C'est autour
de lui que les planètes, comètes et astéroïdes effectuent leur révolution. En surface, le Soleil
Ġjecte en permanence de la matiğre sous la forme d'un vent solaire et ponctuellement sous laforme de protubérances. Son activité varie selon un cycle de onze ans, associĠ ă l'Ġmergence puis
à la disparition de taches visibles sur le disque solaire, sièges de puissants champs magnétiques.
I.1 Phénomènes de surface
Les protubérances sont de gigantesques jets de matière guidés par le champ magnétique solaire,
qui peuvent s'élever à plusieurs centaines de milliers de kilomètres de hauteur. Superbe protubérance capturée par le télescope spatial SOHO le 14 septembre 1999.Crédit : SOHO [EIT] / NASA / ESA.
Le système solaire Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites 4L'aspect du Soleil n'est pas uniforme. Sa surface est le siğge de taches dont les dimensions
peuvent être bien supérieures à celle de la Terre.Le plus grand groupe de taches sur cette image réalisée par SOHO le 28 octobre 2003 occupe une surface
égale à 15 planètes Terre. Du jamais vu depuis 1989 ! Crédit : SOHO [MDI] / NASA / ESA. Le système solaire Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites 5 La surface du Soleil est une mer bouillonnante de cellules de gaz chaud (5 500 °C) appeléesgranules dont la taille est proche de 1 000 km. Les taches solaires sont des régions où le champ
des zones plus froides (3 000 °C), émettant moins de lumière et apparaissant par contraste
comme plus sombres.Les plus petits détails visibles sur cette photographie ne dépassent pas une centaine de kilomètres.
Crédit : Vacuum Tower Telescope, NSO, NOAO.
Le système solaire Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites 6Le nombre de taches solaires est cyclique et passe par un maximum tous les onze ans. Ce
graphique représente l'évolution du pourcentage du disque solaire recouvert par les taches sur la
Crédit : NASA.
Ces images en fausses couleurs illustrent l'augmentation et la diminution de l'actiǀitĠ solaire
centrée autour du maximum de 2001 et observée dans l'ultraǀiolet extrême par le télescope
spatial SOHO.Crédit : SOHO [EIT] / NASA / ESA.
Le système solaire Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites 7Le champ magnétique du Soleil prendrait naissance à 200 000 km sous la surface. Sa complexité
est edžtrġme ͗ ă un champ global semblable ă celui d'un barreau aimantĠ gĠant se superpose une
multitude de champs locaux associés aux taches solaires. Cette simulation numérique des lignesdu champ magnétique (à gauche), confrontée à l'image du Soleil et de sa couronne (atmosphère
externe du Soleil, à droite) montre comment le champ magnétique guide les jets de matière, de la
surface jusqu'à la couronne.Crédit : SOHO [EIT] / NASA / ESA. Crédit : Williams College Eclipse Expedition /
NSF / NASA / National Geographic
Le Soleil recèle encore bien des mystères et il subsiste de nombreuses questions. Par exemple, la
ǀariation de l'actiǀitĠ solaire affecte-t-elle le climat sur Terre ? Yuels sont les processus ă l'origine
des températures extrêmes (plusieurs millions de degrés) rencontrées dans la couronne solaire ?
I.2 Le fonctionnement du Soleil
En nombre d'atomes, le Soleil est composé à 90 й d'hydrogğne, à près de 10 й d'hĠlium plus des
les tempĠratures et les pressions s'Ġlğǀent respectiǀement ă 15 000 000 ΣC et 340 milliards
d'atmosphğres, des rĠactions nuclĠaires produisent de l'Ġnergie par la transformation
mouvements de convection pour enfin atteindre la surface et s'Ġchapper principalement sous forme de lumière visible. Le système solaire Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites 8Les photons gamma y passent un temps considérable, étant absorbés, réémis, réabsorbés, etc.,
par la matière environnante. Le transport de l'énergie se fait donc par rayonnement, de proche en
proche, de choc en choc. À mesure que l'énergie est transportée par les photons vers l'extérieur,
ils se font de moins en moins énergétiques : de photons gamma, ils deviennent photons X puisultraviolets etc. La faible densité des couches supérieures facilite les mouvements de matière. Le
mode de transport d'énergie change, une zone convective prend le relais jusqu'à la surface.
Comme dans une casserole d'eau bouillante, la matiğre chaude en profondeur monte, puis serefroidissant redescend : la matière est ainsi brassée et l'énergie s'achemine par convection.
500 °C. La lumière est alors libre de s'échapper vers l'espace : le Soleil rayonne.
Crédit : Marc Goutaudier (Palais de la découverte). Le système solaire Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites 9noyaux d'hydrogène lui ayant donné naissance. Ce défaut de masse est converti en énergie. À
infime partie principalement sous forme de lumière. Crédit : Marc Goutaudier (Palais de la découverte).1. Les rĠactions nuclĠaires dĠbutent par la fusion de deudž noyaudž d'hydrogğne, c'est-à-dire deux
protons. Cette fusion donne naissance à un positron, à un neutrino et à un noyau de deutérium,
formĠ d'un proton et d'un neutron.2. Le deutĠrium capture un proton pour former un noyau d'hĠlium-3 et un photon gamma très
énergétique.
3. Deux noyaux d'hélium-3 rĠagissent pour former un noyau d'hélium-4 et deux protons.
Le système solaire Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites 10 Nous ne pouvons voir du Soleil que ses couches superficielles et son atmosphère. Ce sont desmodèles physiques, rendant compte plus ou moins précisément de ces observations, qui
permettent d'aǀoir une idĠe de sa structure interne. Pour valider ces modèles, les astronomes
disposent de deudž obserǀations en liaison directe aǀec les couches internes de l'Ġtoile ͗ la
Les neutrinos sont des particules extrêmement légères issues directement des réactions
tonnes d'eau ultra-pure et bardé de capteurs - a permis aux astronomes de détecter des
réactions thermonucléaires.Crédit : Observatoire Kamioka,
ICRR, Université de Tokyo.
La surface du Soleil est soumise ă des ondulations. Elles ont pour origine la propagation d'ondesl'héliosismologie, permet de tester les modèles de structure interne et de préciser la limite entre
la zone radiatiǀe et la zone conǀectiǀe. Produite par ordinateur, l'image ci-dessus dévoile un
Crédit : NSO / Aura / NSF.
Le système solaire Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites 11II Les planètes telluriques
telluriques. Ce sont des corps solides, de densité élevée, constitués de plusieurs couches
concentriques : un noyau central métallique, un manteau rocheux de silicates et une croûte ensurface. Les planètes telluriques tournent lentement sur elles-mêmes. Malgré leurs similitudes,
elles présentent une grande diversité. Par exemple, Vénus possède une atmosphère très dense
alors que Mercure en est dénuée ; la Terre a un satellite, Mars deux. La Terre est la seule de ces
planètes à posséder un champ magnétique appréciable.II.1 Mercure
Mercure, la plus petite planète du système solaire, est la plus proche du Soleil et l'une des moins
bien connues. Sa surface, très ancienne, est parcourue de failles et de fractures. Elle est criblée de
absence d'atmosphère explique la très forte amplitude thermique entre les zones exposées au Soleil et les régions plongées dans la nuit.Crédit : NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington.
Le système solaire Le Soleil, les planètes telluriques, leurs satellites 12 que la survoler en 1974 - 1975 et MESSENGER, en orbite autour de la planète depuis 2011. Mercure est entourée d'une atmosphère extrêmement ténue et temporaire composée d'hydroPvU [Z o]quotesdbs_dbs19.pdfusesText_25