POURQUOI LES PLANèTES SONT-ELLES RONDES?

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Le système solaire est une belle chose à voir. Entre ses quatre planètes terrestres, ses quatre géantes gazeuses, ses multiples planètes mineures composées de glace et de roche, et d'innombrables lunes et objets plus petits, les choses à étudier et à captiver ne manquent tout simplement pas. Ajoutez à cela notre soleil, une ceinture d'astéroïdes, la ceinture de Kuiper et de nombreuses comètes, et vous en avez assez pour vous occuper le reste de votre vie.

Mais pourquoi est-ce exactement que les plus grands corps du système solaire sont ronds? Que nous parlions de lune comme Titan ou de la plus grande planète du système solaire (Jupiter), les grands corps astronomiques semblent favoriser la forme d'une sphère (mais pas parfaite). La réponse à cette question a à voir avec le fonctionnement de la gravité, sans parler de la naissance du système solaire.

Formation:

Selon le modèle de formation d'étoiles et de planètes le plus largement accepté - aka. Hypothèse nébulaire - notre système solaire a commencé comme un nuage de poussière et de gaz tourbillonnant (c'est-à-dire une nébuleuse). Selon cette théorie, il y a environ 4,57 milliards d'années, quelque chose s'est produit qui a provoqué l'effondrement du nuage. Cela aurait pu être le résultat d'une étoile qui passait, ou des ondes de choc d'une supernova, mais le résultat final était un effondrement gravitationnel au centre du nuage.

En raison de cet effondrement, des poches de poussière et de gaz ont commencé à s'accumuler dans des régions plus denses. Au fur et à mesure que les régions plus denses attiraient plus de matière, la conservation de l'élan les faisait commencer à tourner tandis que l'augmentation de la pression les faisait chauffer. La plupart des matériaux se sont retrouvés en boule au centre pour former le Soleil tandis que le reste de la matière s'est aplati en disque qui a tourné autour de lui - c'est-à-dire un disque protoplanétaire.

Les planètes se sont formées par accrétion à partir de ce disque, dans lequel la poussière et le gaz ont gravité ensemble et ont fusionné pour former des corps toujours plus grands. En raison de leurs points d'ébullition plus élevés, seuls les métaux et les silicates pourraient exister sous forme solide plus près du Soleil, et ceux-ci formeraient éventuellement les planètes terrestres de Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Parce que les éléments métalliques ne constituaient qu'une très petite fraction de la nébuleuse solaire, les planètes terrestres ne pouvaient pas devenir très grandes.

En revanche, les planètes géantes (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune) se sont formées au-delà du point situé entre les orbites de Mars et Jupiter où le matériau est suffisamment froid pour que les composés glacés volatils restent solides (c'est-à-dire la ligne de givre). Les glaces qui formaient ces planètes étaient plus abondantes que les métaux et les silicates qui formaient les planètes intérieures terrestres, leur permettant de se développer suffisamment massivement pour capturer de grandes atmosphères d'hydrogène et d'hélium.

Les débris restants qui ne sont jamais devenus des planètes se sont rassemblés dans des régions telles que la ceinture d'astéroïdes, la ceinture de Kuiper et le nuage d'Oort. Voici donc comment et pourquoi le système solaire s'est formé en premier lieu. Pourquoi les objets plus gros se sont-ils formés en sphères plutôt qu'en carrés? La réponse à cela a à voir avec un concept connu sous le nom d'équilibre hydrostatique.

Équilibre hydrostatique:

En termes astrophysiques, l'équilibre hydrostatique se réfère à l'état où il y a un équilibre entre la pression thermique extérieure de l'intérieur d'une planète et le poids du matériau pressant vers l'intérieur. Cet état se produit lorsqu'un objet (une étoile, une planète ou un planétoïde) devient si massif que la force de gravité qu'ils exercent les fait s'effondrer dans la forme la plus efficace - une sphère.

En règle générale, les objets atteignent ce point une fois qu'ils dépassent un diamètre de 1 000 km (621 mi), bien que cela dépende également de leur densité. Ce concept est également devenu un facteur important pour déterminer si un objet astronomique sera désigné comme planète. Cette décision était fondée sur la résolution adoptée en 2006 par la 26e Assemblée générale de l'Union astronomique internationale.

Conformément à la Résolution 5A, la définition d'une planète est:

Une «planète» est un corps céleste qui (a) est en orbite autour du Soleil, (b) a une masse suffisante pour que sa gravité propre surmonte les forces du corps rigide de sorte qu'il assume une forme d'équilibre hydrostatique (presque rond), et ( c) a nettoyé le quartier autour de son orbite.
Une «planète naine» est un corps céleste qui (a) est en orbite autour du Soleil, (b) a une masse suffisante pour que sa gravité propre surmonte les forces du corps rigide de sorte qu'elle assume une forme d'équilibre hydrostatique (presque ronde) [2 ], (c) n'a pas franchi le voisinage autour de son orbite, et (d) n'est pas un satellite.
Tous les autres objets, à l'exception des satellites, en orbite autour du Soleil sont appelés collectivement «petits corps du système solaire».

Alors pourquoi les planètes sont-elles rondes? Eh bien, en partie parce que lorsque les objets deviennent particulièrement massifs, la nature favorise qu'ils prennent la forme la plus efficace. D'un autre côté, on pourrait dire que les planètes sont rondes car c'est ainsi que nous choisissons de définir le mot «planète». Mais là encore, "une rose sous un autre nom", non?

Nous avons écrit de nombreux articles sur les planètes solaires pour Space Magazine. Voici pourquoi la Terre est ronde?, Pourquoi tout est-il sphérique?, Comment le système solaire s'est-il formé?, Et voici quelques faits intéressants sur les planètes.

Si vous souhaitez plus d'informations sur les planètes, consultez la page d'exploration du système solaire de la NASA et voici un lien vers le simulateur de système solaire de la NASA.

Nous avons également enregistré une série d'épisodes d'Astronomy Cast sur chaque planète du système solaire. Commencez ici, épisode 49: Mercure.

Sources: