Astronomie

À quel point le système solaire est-il inhabituel?

À quel point le système solaire est-il inhabituel?

Chez Isaac Asimov Fondation série, les personnages principaux sont à la recherche de la Terre perdue depuis longtemps. Deux caractéristiques majeures du système solaire semblent le rendre inhabituel parmi les millions de systèmes habités : les anneaux de Saturne et la taille de la Lune.

Les conversations ci-dessous sont pour la plupart entre Golan Trevize, ex-militaire, versé dans l'astronomie, et Janov Pelorat, un professeur d'histoire naïf et reclus.

Les anneaux de Saturne

"C'est de cela que parlait le poème. Trois anneaux larges, concentriques, plus larges que la planète elle-même."

Trevize a déclaré: "Je n'ai jamais entendu parler d'une telle chose. Je ne pense pas que les anneaux puissent être aussi larges. Comparés à la planète qu'ils entourent, ils sont toujours très étroits."


« Est-ce que ce genre de chose est courant ? » demanda Bliss, émerveillée.

"Non," dit Trevize. "Presque toutes les géantes gazeuses ont des anneaux de débris, mais ils ont tendance à être faibles et étroits. J'en ai vu un une fois dans lequel les anneaux étaient étroits, mais assez brillants. Mais je n'ai jamais rien vu de tel, ni entendu parler de ça non plus."

Pelorat dit : "C'est clairement le géant aux anneaux dont parlent les légendes. Si c'est vraiment unique..."

"Vraiment unique, pour autant que je sache, ou pour autant que l'ordinateur le sache", a déclaré Trevize.

La lune

"Un satellite géant est plus difficile à accepter. Aucun autre monde habité de la Galaxie n'a un tel satellite. Les gros satellites sont invariablement associés aux géantes gazeuses inhabitées et inhabitables. En tant que Sceptique, alors, je préfère ne pas accepter l'existence de la lune."


"Oui. C'est un peu plus loin de la planète que l'on pourrait s'y attendre, mais c'est définitivement autour d'elle. C'est seulement la taille d'une petite planète ; en fait, c'est plus petit que n'importe laquelle des quatre planètes intérieures qui tournent autour du soleil. Pourtant, c'est grand pour un satellite. Il fait au moins deux mille kilomètres de diamètre, ce qui en fait la taille des gros satellites qui gravitent autour des géantes gazeuses.

"Pas plus grand ?" Pelorat parut déçu. "Alors ce n'est pas un satellite géant ?"

"Oui, c'est vrai. Un satellite d'un diamètre de deux à trois mille kilomètres qui tourne autour d'une énorme géante gazeuse est une chose. Ce même satellite qui tourne autour d'une petite planète rocheuse habitable en est une autre. Ce satellite a un diamètre de plus d'un quart. celui de la Terre. Où avez-vous entendu parler d'une telle quasi-parité impliquant une planète habitable ? »

Pelorat dit timidement : « Je sais très peu de choses de ce genre.

Trevize dit : " Alors croyez-moi sur parole, Janov. C'est unique. Nous regardons quelque chose qui est pratiquement une double planète, et il y a peu de planètes habitables qui ont autre chose que des cailloux en orbite. Janov, si vous considérez cela géante gazeuse avec son énorme système d'anneaux à la sixième place, et cette planète avec son énorme satellite en troisième - dont vos légendes vous ont parlé, contre toute crédibilité, avant même que vous ne les ayez jamais vues - alors ce monde que vous regardez doit être La Terre. Cela ne peut pas être autre chose. Nous l'avons trouvée, Janov, nous l'avons trouvée.

Les citations sont tirées de Foundation's Edge (1982) et Foundation and Earth (1986).

Ma question est en deux parties :

  1. Les diverses descriptions et faits donnés ci-dessus sont-ils généralement corrects ?
  2. Dans quelle mesure les anneaux de Saturne et la Lune sont-ils inhabituels par rapport aux autres systèmes que nous avons observés ?

Premièrement, Azimov écrivait (Edge 1982 et Earth 1986) avant que les premières planètes extra-solaires ne soient provisoirement détectées (1989), ou définitivement détectées en 1991 ou 1992. Ainsi, ce qu'il a écrit ne pouvait être basé sur aucune donnée réelle sur les planètes extra-solaires, et doit avoir été une supposition éclairée.

Cependant, les deux livres ont été écrits après la découverte de Charon, il a donc peut-être été mal avisé de prétendre que les grandes lunes étaient peu probables autour de géantes non gazeuses.

Personnellement, je pense que les suppositions de la grande lune et du large anneau planétaire sont peu susceptibles de se réaliser. Peu commun peut-être mais pas assez rare pour le but d'Azimov.

Si vous le croyez, nous avons déjà découvert une exoplanète avec un système d'anneaux plus impressionnant que celui de Saturne


En complément :

  • Ce que Conrad a dit à propos des systèmes d'anneaux est vrai, nous avons une première détection possible, mais loin des détections pour affirmer que de tels phénomènes sont normaux. De plus, nos connaissances à ce sujet ne changeront pas beaucoup dans les années à venir. Avec les prochaines missions photométriques sur des transits comme le TESS de la NASA ou le PLATO de l'ESA, nous ne pourrons probablement détecter que ce type de systèmes d'anneaux plus gros que Saturne. Ceci est simplement dû au fait que les petits systèmes en anneau ne donneront pas un signal de transit suffisamment fort pour être détecté.
    Donc, au total, nous ne connaîtrons pas la normalité des anneaux de Saturne avant un certain temps.
  • Lunes terrestres : Il existe des idées sur la façon de détecter les exmoons, mais celles-ci dépendent généralement également de mesures photométriques. Les variations du temps de transit peuvent conduire à des indices d'exmoons. De très grosses lunes pourraient également conduire à des signaux détectables dans la photométrie, mais la détection de la vitesse radiale des exmoons est hors de question pour le moment.
    Donc au total : Les distributions d'Exomoon sont totalement inconnues pour le moment et resteront, pour les mêmes raisons que les distributions d'anneaux planétaires, pendant un certain temps.

Autant cela semble un peu dépressif concernant la recherche d'anneaux et de lunes autour des exoplanètes, nous devons comprendre que cela est dû au fait qu'à l'heure actuelle, ces questions ne sont pas l'un des principaux moteurs scientifiques des missions exoplanètes à venir.
Nous essayons toujours de comprendre à fond les populations d'exoplanètes elles-mêmes, avant de passer aux défis beaucoup plus difficiles de la détection des signaux beaucoup plus faibles des lunes et des anneaux.

Cela dit, je suis convaincu que la question lune/anneau deviendra dans le futur beaucoup plus axée sur la science. C'est simplement parce que, au moins pour les géantes gazeuses, les lunes et les anneaux devraient être des théories de « sondage précis » de la formation des planètes. Cela se produit dans le sens où lorsque les géantes gazeuses se développent, à un moment donné, elles auront un sous-disque de gaz et de poussière se formant à l'intérieur de leur propre sphère Hill qui finira par faire quelque chose d'intéressant. Comparer ce que font ces sous-disques aux théories de la formation de la lune et des anneaux nous apprendra comment ces processus fonctionnent en détail.

Également +1 pour Asimov en raison de préjugés personnels non professionnels.


PLANÈTE PLANÈTE

À quel point notre système solaire est-il inhabituel ?

Il n'y a qu'un seul Superman. Une Wonder Woman, un Captain America, un Ironman. Au total, quelques dizaines de super-héros. Et des milliards de fans de super-héros.

Et notre système solaire ? Sommes-nous un sur un million comme Batman ? Ou une douzaine comme les fans de Batman ? À quel point notre système solaire est-il unique, spécial ? Pour la première fois dans l'histoire de l'humanité, nous pouvons maintenant répondre à cette question. On peut même y mettre des chiffres.

Lorsque nous essayons de nous placer dans un contexte plus large, nous devons garder à l'esprit à quoi nous ressemblons pour les autres, à quoi ressemblerait le système solaire si nous le cherchions en orbite autour d'une autre étoile. Imaginez un extraterrestre vivant sur une planète en orbite autour d'une étoile à 10 années-lumière du Soleil (en termes galactiques, juste à côté). Après une décennie ou deux passées à chercher des planètes en orbite autour du Soleil, voici ce que ces extraterrestres trouveraient :

Assez clairsemé, n'est-ce pas? Ni Terre ni Mars. Pas de planètes rocheuses du tout ! Pas de Saturne, pas de ceinture d'astéroïdes, pas de géantes de glace. Tout ce que les extraterrestres pouvaient détecter, c'est Jupiter. Et, tout comme ces extraterrestres, tout ce que nous détecterions du système solaire autour d'une autre étoile serait le Soleil et Jupiter. Nous pourrions localiser la masse et l'orbite de Jupiter avec une précision décente, mais c'est tout.

Notre question devient alors, Quelle est la fréquence des systèmes Soleil-Jupiter ?

Commençons par le Soleil. Il s'avère que notre star à domicile est un peu inhabituelle mais pas beaucoup. Cette image montre un recensement de toutes les étoiles à moins de 30 années-lumière du Soleil :

Distribution des types d'étoiles à moins de 30 années-lumière du Soleil (21 naines blanches ne sont pas incluses sur le graphique). Crédit : Franck Selsis, avec les données de http://www.solstation.com/stars/pc10.htm

Notre Soleil est une étoile G. Il y a 20 étoiles G à moins de 30 années-lumière sur près de 400 étoiles au total. La grande majorité des étoiles sont des étoiles M, également appelées « naines rouges ». Ces petites étoiles rouges ont une durée de vie beaucoup plus longue que les étoiles G mais brillent beaucoup plus faiblement. Parmi les étoiles proches, le Soleil est modestement étrange. Si nous donnons une certaine latitude à notre définition d'une étoile « semblable au Soleil », notre étoile finit par être rare au niveau de 10 %. C'est à peu près la fraction des adultes américains qui sont végétariens.

Tournons maintenant notre attention vers Jupiter. Pour commencer, jetons un coup d'œil à notre recensement actuel des planètes extra-solaires. Voici une intrigue contenant les près de 3 000 planètes découvertes au cours des deux dernières décennies :

La distribution des planètes extra-solaires en fonction de leurs masses (axe des y) et de la taille de leurs orbites (axe des x). Les couleurs correspondent à la technique de détection. Les planètes du système solaire sont incluses à des fins de comparaison. Données de exoplanets.org.

Aucun des alignements extra-solaires connus ne correspond à nos planètes rocheuses, ni à Saturne, Uranus ou Neptune. Mais nous le savions déjà, c'est pourquoi nous recherchons des systèmes Soleil-Jupiter et non des systèmes solaires complets.

Comme le Soleil, les Jupiters sortent un peu de l'ordinaire. Seulement 10 à 15 % des étoiles semblables au Soleil ont une planète géante gazeuse comme Jupiter avec une masse supérieure à environ 50 fois la masse de la Terre. Un autre facteur qui rend notre Jupiter plus inhabituel est son orbite. L'orbite de notre Jupiter est presque circulaire (pour être précis, c'est une ellipse avec un excentricité de seulement 5%) et il est plus de 5 fois plus grand que l'orbite de la Terre. Seulement environ 10 % des planètes extra-solaires géantes gazeuses connues ont des orbites plus larges que celles de Mars (qui n'est que 1,5 fois plus grande que celle de la Terre) qui sont presque circulaires (avec des excentricités inférieures à 10 %). En mettant tout cela ensemble, seulement une étoile sur cent comme le Soleil a un Jupiter comme le nôtre. C'est un peu moins probable que de recevoir un brelan dans une main de poker à 5 cartes.

Il y a un autre aspect du système solaire qui est inhabituel. Ce n'est pas quelque chose sur les planètes que nous avons, c'est quelque chose qui manque. Environ la moitié de toutes les étoiles comme le Soleil sont en orbite autour d'au moins une planète « super-Terre chaude ». Ces planètes sont généralement de la taille de la Terre ou plus grandes, avec des orbites plus petites que celles de Mercure autour du Soleil. Nous ne savons pas pourquoi le système solaire est déficient en super-Terres, bien qu'une idée suggère que Jupiter pourrait en être la raison.

Rassemblons les pièces pour calculer à quel point notre système solaire est inhabituel :

10% (la fraction des étoiles qui ressemblent au Soleil)

x 10% (la fraction d'étoiles semblables au Soleil avec Jupiters)

x 10 % (la fraction des planètes de type Jupiter avec des orbites de type Jupiter)

x 50 % (la fraction d'étoiles semblables au Soleil sans super-Terre chaude)

Cela nous dit qu'environ une étoile sur 2000 dans notre voisinage galactique est un système Soleil-Jupiter. Il s'agit des chances d'être choisi si vous postulez à la NASA pour devenir astronaute. mais qu'est ce que ça veut dire? Eh bien, notre système solaire n'est certainement pas assez rare pour être Batman. Sinon, il y aurait des milliers de femmes et d'hommes chauve-souris dans chaque grande ville. C'est peut-être assez inhabituel pour une superpuissance moindre comme pouvoir manger dix hot-dogs en une seule fois, mais pas assez pour le genre de superpuissance dont nous aimons parler.

Cela signifie que le système solaire est ne pas une sorte de système planétaire d'une douzaine de dollars. La plupart des systèmes sont différents des nôtres. La plupart des systèmes planétaires orbitent autour de naines rouges chétives au lieu de grosses étoiles jaunes G comme le Soleil. La plupart des systèmes contiennent des super-Terres proches de leurs étoiles, et s'ils ont une géante gazeuse, elle a tendance à être beaucoup plus proche de son Soleil ou à avoir une orbite beaucoup plus étendue que celle de Jupiter.

Mais nous ne savons pas combien de systèmes Soleil-Jupiter ont également des Vénus, des Terres, des Saturnes ou des Mars. Et nous ne savons pas à quel point les Terres et les Saturnes sont communs dans des systèmes sans Jupiter ou des systèmes en orbite autour de naines rouges. Nous voulons vraiment savoir s'il y a une raison pour que les planètes porteuses de vie préfèrent les systèmes Soleil-Jupiter. Comment exactement la structure d'un système planétaire affecte-t-elle sa capacité à héberger la vie, le cas échéant ? Nous cherchons toujours les réponses à ces questions. Et, qui sait, peut-être que notre système solaire finira par être Batman après tout.


Quelle est la particularité du système solaire ?

Nous avons maintenant découvert des milliers d'étoiles avec des planètes. Le nôtre est-il vraiment unique ?

Notre système solaire suit un modèle clair. De petites planètes rocheuses proches du Soleil, de grandes planètes gazeuses plus loin et une ceinture d'astroïdes entre elles. À un niveau plus large, cela semblerait logique. Au fur et à mesure que le Soleil se formait, l'énergie intense de son nouveau vent solaire aurait tendance à pousser des éléments plus légers tels que l'hydrogène et l'hélium vers le système solaire externe, ne laissant derrière lui que des matériaux rocheux. Il est alors tentant d'imaginer que la plupart des systèmes solaires suivraient un schéma similaire de planètes rocheuses proches et de géantes gazeuses plus éloignées. Mais comme nous avons découvert plus de systèmes exoplanétaires, nous constatons que ce n'est pas le cas. En fait, il semble de plus en plus que notre système solaire pourrait être l'exception plutôt que la norme.

Lorsque nous regardons d'autres systèmes stellaires, nous constatons qu'une planète gazeuse loin de son étoile est plutôt inhabituelle. Une façon de catégoriser les planètes est l'énergie qu'elles reçoivent de leur étoile. Des planètes chaudes, telles que Mercure et Vénus dans notre système solaire, des planètes chaudes (éventuellement habitables) telles que la Terre et Mars, et des planètes froides telles que Jupiter et au-delà. Les seuils d'un système particulier dépendent de l'énergie produite par une étoile particulière, mais cela donne une bonne idée des planètes proches, moyennes et lointaines. Dans notre propre système solaire, toutes les planètes gazeuses sont des planètes « froides ». Mais parmi toutes les exoplanètes confirmées, moins de 20% des planètes gazeuses sont froides. Les planètes gazeuses les plus courantes sont les « jovians chauds ». Ce sont de grandes planètes de la masse de Jupiter proches de leur étoile.

Pour être juste, les méthodes que nous utilisons pour détecter les exoplanètes, comme regarder une étoile s'assombrir lorsqu'une planète passe devant elle (méthode du transit) ou mesurer l'oscillation d'une étoile due à la force gravitationnelle d'une planète en orbite (méthode Doppler) facilitent intrinsèquement la découverte de grandes planètes proches. Mais même lorsque ce biais est pris en compte, il apparaît que les joviens chauds sont plus fréquents que les froids.

Grâce à des simulations informatiques, nous avons quelques idées sur la raison. Dans un jeune système, les planètes se forment à l'intérieur d'un disque protoplanétaire, qui est essentiellement un fluide de gaz et de poussière. Le gaz est généralement au moins partiellement ionisé, il interagit donc avec le champ magnétique de l'étoile centrale. En raison des collisions et de l'agglutination de la poussière, il existe également des turbulences à l'intérieur du disque. En physique, un tel système peut être décrit par la magnétohydrodynamique. Les équations d'un tel système sont extrêmement difficiles à analyser, mais avec les supercalculateurs modernes, nous avons pu découvrir certaines tendances générales.

Les planètes de faible masse (moins de 10 masses terrestres) ne perturbent pas fortement la structure globale du disque protoplanétaire. Leurs interactions avec le disque induisent ce qu'on appelle une onde de densité en spirale à l'intérieur du disque. Une vague spirale vers l'intérieur dans la direction principale du mouvement de la planète, tandis qu'une autre vague spirale vers l'extérieur sur le bord de fuite. Étant donné que la traînée de la spirale extérieure est généralement plus grande que la traînée de la spirale intérieure, la planète aura tendance à se rapprocher de l'étoile assez rapidement. C'est ce qu'on appelle la migration de type I.

Pour les planètes de masse élevée (supérieure à 10 masses terrestres, ou juste en dessous de la masse d'Uranus et de Neptune), non seulement une onde de densité est induite, mais la planète crée un espace dans le disque protoplanétaire. Vous pouvez le voir dans la figure de droite ci-dessus. Cela signifie que même s'il y a toujours une traînée nette vers l'intérieur, elle est nettement plus petite. Ainsi, la planète se déplacerait progressivement vers l'intérieur lors de sa formation. C'est ce qu'on appelle la migration de type II. L'effet net de ces deux dynamiques est que les planètes formées dans le disque auront tendance à se déplacer vers l'étoile, et donc les planètes proches et chaudes sont courantes.

Alors pourquoi Jupiter s'est-il formé si loin du Soleil ? Question piège: il n'a pas.

Selon le modèle Grand Tack, Jupiter a probablement commencé à se former à peu près à la distance actuelle de Mars. En raison des forces de traînée du système solaire primitif, il a migré vers le Soleil, peut-être aussi près que l'orbite moderne de Vénus. Elle était en passe de devenir une planète jovienne chaude sans les interactions gravitationnelles de Saturne. Les deux planètes sont entrées dans une résonance gravitationnelle, où Jupiter ferait 3 orbites pour chaque 2 de Saturne. Cette résonance 2:3 a progressivement poussé les planètes vers l'extérieur. Les interactions ultérieures avec Uranus et Neptune ont également poussé ces planètes vers l'extérieur.

Le voyage de Jupiter à travers le système solaire interne explique pourquoi notre système solaire n'a pas de mondes joviens chauds. Cela explique également pourquoi nous n'avons pas de "super-terres", alors que des mondes aussi grands - avec des noyaux rocheux comme la Terre mais des enveloppes hydrogène-hélium beaucoup plus petites que Neptune - sont beaucoup plus courants dans d'autres systèmes planétaires. Le voyage migratoire de Jupiter aurait éliminé toutes les jeunes super-terres du système solaire interne. Les mondes rocheux que nous voyons aujourd'hui ont commencé à se former par la suite et étaient donc beaucoup plus petits que prévu.

La simple division de notre système solaire en mondes rocheux et gazeux est le résultat d'une danse planétaire complexe qui défie à bien des égards les probabilités et se situe à la périphérie de ce qui est «normal» ou, du moins, moyen. Mais la galaxie est un endroit très vaste, avec environ 300 milliards d'étoiles, et donc 300 milliards de chances de vivre, et d'avoir des planètes rocheuses semblables à la Terre dans leurs zones habitables. Bien qu'il existe probablement de nombreux autres systèmes planétaires similaires au nôtre, la grande majorité sera dépourvue de tout ce qui ressemble à notre monde d'origine. Alors que nous recherchons de nouveaux mondes avec la vie - et potentiellement, de nouvelles civilisations - sur eux, notre meilleure chance pour une planète semblable à la Terre n'est peut-être pas une planète comme la nôtre, mais plutôt sur un monde tout droit sorti de Star Trek : les lunes jumelles Remus et Romulus, en orbite autour d'une géante gazeuse qui à son tour orbite autour de son étoile mère.


Des scientifiques repèrent un système solaire très étrange se déplaçant à un «rythme» inhabituel

Les astronomes ont découvert un système solaire "très spécial" avec six planètes qui sont enfermées dans un rythme étrange.

Les mondes tournent autour de leurs étoiles centrales en résonance, enfermés dans une danse rythmique alors qu'ils se déplacent autour de leurs orbites.

En plus de représenter un aperçu d'un système planétaire très inhabituel, les chercheurs espèrent que l'ensemble des mondes – se déplaçant autour d'une étoile connue sous le nom de TOI-178, à quelque 200 années-lumière – pourrait faire la lumière sur la naissance des planètes, y compris celles de notre système solaire. et évoluer.

Contrairement à l'ordre rythmique inhabituel des planètes lorsqu'elles se déplacent autour du Soleil, les planètes elles-mêmes sont très en dehors de l'ordre attendu, ont déclaré les scientifiques.

"Il semble qu'il y ait une planète aussi dense que la Terre juste à côté d'une planète très moelleuse avec la moitié de la densité de Neptune, suivie d'une planète avec la densité de Neptune", a déclaré Nathan Hara de l'Université de Genève, en Suisse, qui était également impliqués dans l'étude. "Ce n'est pas ce à quoi nous sommes habitués."

Conseillé

Pris ensemble, le système offre un regard très inhabituel sur un voisinage de planètes très différent du nôtre, écrivent les chercheurs dans un article de journal décrivant les découvertes et publié dans Astronomie et astrophysique.

Sur les six planètes du système, toutes sauf la plus proche de l'étoile se déplacent dans une danse rythmique alors qu'elles terminent leur orbite. Leurs mouvements "résonnants" signifient qu'il y a des motifs qui se répètent au fur et à mesure qu'ils se déplacent, avec des planètes s'alignant parfois au fur et à mesure.

Un tel phénomène a déjà été observé dans les lunes autour de Jupiter. Mais les planètes TOI-178 se déplacent dans une "chaîne de résonance" beaucoup plus complexe, représentant l'une des plus longues jamais trouvées.

Ils se déplacent dans une chaîne 18:9:6:4:3, ce qui signifie qu'au moment où le premier de la chaîne termine 18 orbites, le second en a fait neuf, et ainsi de suite. Le modèle est si fiable que même si les scientifiques n'ont pu initialement observer que cinq planètes, ils ont pu déduire celle qui manquait par sa place dans la chaîne.

La résonance nette est une indication du passé du système planétaire, selon les chercheurs. "Les orbites de ce système sont très bien ordonnées, ce qui nous indique que ce système a évolué assez doucement depuis sa naissance", a déclaré le co-auteur Yann Alibert de l'Université de Berne.

Mais cela existe en contraste étrange avec le manque inhabituel d'ordre dans les planètes. Dans notre propre système, les planètes rocheuses et denses se trouvent plus près de l'étoile, avec les planètes gazeuses plus moelleuses et moins denses plus loin dans le système TOI-178, elles semblent beaucoup plus mélangées.

"Ce contraste entre l'harmonie rythmique du mouvement orbital et les densités désordonnées remet certainement en question notre compréhension de la formation et de l'évolution des systèmes planétaires", a déclaré Adrien Leleu de l'Université de Genève et de l'Université de Berne, qui a dirigé l'étude.

Lorsque les scientifiques ont d'abord examiné le système, ils pensaient que la mésange était composée de deux planètes circulant ensemble sur la même orbite. Ce n'est que plus tard qu'ils ont réalisé que c'était en fait beaucoup plus complexe que cela.

"Grâce à d'autres observations, nous avons réalisé qu'il n'y avait pas deux planètes en orbite autour de l'étoile à peu près à la même distance, mais plutôt plusieurs planètes dans une configuration très spéciale", a déclaré Leleu.


14. La plupart des comètes sont repérées avec un télescope d'observation du soleil

Les comètes étaient autrefois le domaine des astronomes amateurs, qui passaient nuit après nuit à parcourir le ciel avec des télescopes. Alors que certains observatoires professionnels ont également fait des découvertes en observant des comètes, cela a vraiment commencé à changer avec le lancement de l'Observatoire solaire et héliosphérique (SOHO) en 1995.

Depuis lors, le vaisseau spatial a trouvé plus de 2 400 comètes, ce qui est incroyable étant donné que sa mission principale est d'observer le soleil. Ces comètes sont surnommées "sunrazers" parce qu'elles s'approchent si près du soleil. De nombreux amateurs participent encore à la recherche de comètes en les sélectionnant à partir d'images SOHO brutes. L'une des observations les plus célèbres de SOHO a eu lieu lorsqu'il a observé la rupture de la brillante comète ISON en 2013.


Notre système solaire très normal n'est plus normal

Certaines choses sur lesquelles vous comptez juste. Comme si jamais nous rencontrions un extraterrestre, il devrait avoir des yeux (et peut-être une tête). Comme quelque part là-bas, il y a des planètes comme la nôtre. Comme si nous avions un système solaire ordinaire - "ordinaire" parce que vous savez à quoi il ressemble.

Il y a un soleil au milieu, des petites planètes à l'intérieur, des plus grosses plus loin. C'est à ça que devraient ressembler la plupart d'entre eux, non ?

Nous avons pensé qu'ils devraient. En cours d'astronomie (pour tous ceux d'entre nous qui ont suivi des cours d'astronomie), ils ont parlé d'une "ligne de gel". C'est une ligne, à une certaine distance du soleil, où il fait trop froid pour former des planètes rocheuses.

Ils ont dit que lorsqu'un système planétaire se forme, la poussière la plus proche, du côté chaud de cette ligne, fond en minéraux rocheux, formant des boules solides, comme la Terre et Mars.

Mais plus loin, du côté givré, la poussière reste gazeuse, principalement des composés d'hydrogène, gonflant à une taille gigantesque, comme Jupiter, Saturne et Neptune.

L'éloignement du soleil sculpte le quartier. C'est pourquoi la plupart des systèmes planétaires de l'univers étaient censés nous ressembler. Des planètes rocheuses à l'intérieur, des planètes gazeuses plus loin.

Ensuite, nous avons regardé. Et qu'avons-nous découvert ?

Les grosses planètes gazeuses ne sont pas là où elles devraient être. Au lieu de garder leurs distances et de rester au-delà de la ligne de gel, il y a des douzaines et des douzaines de boules de la taille de Jupiter (grosses ! vraiment grosses !) nichées incroyablement près de leur étoile, se serrant si près que leur "année", leur orbite, dure quelques jours terrestres seulement. Ils sont plus serrés que Mercure.

Ce qui signifie que ces planètes autrefois froides sont maintenant, curieusement, chaudes. Les astronomes les appellent « Jupiters chauds », car les températures au sommet de leurs nuages ​​peuvent grésiller jusqu'à 1 000 degrés Celsius.

Ou - et voici un schéma qui apparaît très souvent - vous n'obtiendrez pas une, mais deux planètes de la taille de Neptune, comme des jumeaux affamés, se blottissant près de leur étoile. Très proche.

Ou nous trouvons un tas de planètes rocheuses - plus grandes que la Terre, mais définitivement rocheuses - rassemblées en formation serrée autour d'une étoile (avec des orbites qui durent 3,7 jours ! 10,9 jours ! Sentez-vous le fouet, comme des montagnes russes ?) et elles viennent en tailles alternées - grand, puis petit, puis grand à nouveau, puis petit, puis grand . Tellement bizzare.

Ce mois-ci, nous avons découvert 884 planètes, 692 systèmes planétaires, 132 d'entre eux avec plus d'une planète et, étrange à dire, presque aucun d'eux ne nous ressemble.

"Nous commençons maintenant à comprendre que la nature semble préférer massivement les systèmes [planétaires] qui ont plusieurs planètes avec des orbites de moins de 100 jours", explique Steve Vogt, astronome à l'Université de Californie à Santa Cruz. "Ceci est assez différent de notre propre système solaire, où il n'y a rien avec une orbite à l'intérieur de celle de Mercure. Donc, notre système solaire est, dans un certain sens, un peu un monstre et pas le type de système le plus typique que la nature concocte. "

Notre système solaire est donc . un peu bizarre.

Steve Vogt, astronome, Université de Californie, Santa Cruz

Tout d'un coup, nous sommes les anormaux. Nous devons comprendre pourquoi notre système solaire s'est avéré différent de tous les autres.

L'explication la plus récente est que les nouvelles planètes ne restent pas sur place. Ils bougent. Une planète gazeuse se formera de l'autre côté de la ligne de gel, orbitera pendant un moment, puis se déplacera progressivement vers l'intérieur, attirée plus près par l'étoile. Il ne s'arrête que lorsque le soleil recule (via les forts vents T Tauri qui accompagnent le début de la fusion nucléaire).

Avons-nous déjà eu une grande planète blottie contre le soleil ?

Peut-être que nous avons eu autrefois une grande planète gazeuse près de notre soleil, mais elle n'a pas survécu. Il est devenu une partie du Soleil. Ou peut-être qu'il a été éjecté - les astronomes trouvent des planètes émigrantes, des orbes solitaires qui errent dans l'univers sans étoile, à la dérive. Peut-être que l'un de ceux qui vivait ici.

Ou - peut-être que Saturne et le Soleil ont joué un bras de fer doux. Il existe des simulations informatiques qui suggèrent que le remorqueur gravitationnel de Saturne a empêché Jupiter de naviguer vers l'intérieur, de sorte que les géants se sont rapprochés un peu plus, puis se sont arrêtés. La vérité est que nous ne savons pas.

Mike Brown, un astronome à Caltech, m'a écrit que pendant que tout le monde est occupé à rechercher une planète semblable à la Terre, ils ont raté cette histoire. "Avant de découvrir des [planètes en dehors du système solaire], nous pensions comprendre assez profondément la formation des systèmes planétaires." Nous avions notre ligne de gel. Nous savions comment les systèmes solaires se sont formés. "C'était une très belle théorie", dit-il. "Et, clairement, complètement faux."

C'est quelque chose que je trouve profondément étrange.

Mike Brown, astronome, Caltech

Au fur et à mesure des découvertes, Mike devient de plus en plus mal à l'aise. Même s'il faudra du temps pour découvrir des planètes plus petites, il y a actuellement seulement un système planétaire qui ressemble beaucoup au nôtre, dit-il. « HD 13931 b est presque parfait. Ce que j'aimerais désespérément savoir, c'est s'il a aussi les petits corps rocheux à l'intérieur. Mais il faudra beaucoup de temps avant que nous puissions le trouver. »

En attendant, il essaie de s'habituer à l'idée que nous vivons sur une planète inhabituelle dans un système solaire inhabituel. C'est deux "inhabituels". Un de plus qu'il n'en a l'habitude. Vivre doublement insolite, c'est être plus chanceux - et peut-être plus rare - que nous ne le savions.

"C'est vraiment quelque chose que je trouve profondément étrange", écrit-il. « Qu'est-ce que tout cela signifie ? Je ne sais pas. Je suis certain que cet accent résolument mis sur les planètes dans les zones habitables fait oublier aux gens qu'il se passe encore beaucoup de choses étranges et que nous ne comprenons même pas les bases de la façon dont nous sommes nous-mêmes arrivés ici."


À quel point le système solaire est-il inhabituel? - Astronomie

J'étais juste curieux de penser. J'ai lu qu'il existe des preuves d'autres systèmes solaires dans cet univers, parmi ces nouveaux systèmes solaires, aucun ne ressemble au nôtre en plus, aucun n'a inclus une planète similaire à la terre. Il a été dit que notre système solaire est un "bizarre". Est-il possible que notre système solaire unique et la façon dont les planètes tournent, tournent, tirent, etc. aient aidé à former la planète Terre - parce que nous ne pouvons pas trouver un système solaire similaire au nôtre, nous ne pouvons pas trouver une planète similaire à la Terre . Est-il également possible que les rotations, les révolutions et les tractions au sein de notre système solaire affectent nos changements climatiques ?

Je ne serais pas si prompt à appeler notre système solaire un excentrique. Il est vrai que la plupart des planètes que nous avons trouvées autour d'autres étoiles sont très grandes et très proches de leurs étoiles, contrairement à notre système solaire, mais nous en sommes maintenant au point où nous commençons à voir plusieurs systèmes planétaires qui ressemblent de plus en plus comme notre système solaire. Au fur et à mesure que la technologie s'améliorera, nous verrons très probablement des systèmes comme les nôtres.

En ce qui concerne les autres planètes affectant la formation de la Terre et nos systèmes météorologiques, les réponses sont « pas grand-chose » et « certainement pas ». Nous savons que la gravité de Jupiter n'aurait pas permis à une planète de se former dans la ceinture d'astéroïdes, par exemple, mais à des distances semblables à celles de la Terre de Jupiter, sa gravité est minuscule. Jupiter peut, cependant, occasionnellement faire sortir des astéroïdes de leurs orbites et les envoyer dans le système solaire interne, vers la Terre, et il peut agir comme un « bouclier cométaire », tirant gravitationnellement les comètes loin de la Terre. Ainsi, la présence de Jupiter peut augmenter la probabilité d'impacts d'astéroïdes sur Terre et diminuer la probabilité d'impacts de comètes.

Alors que la gravité de la Lune est essentielle à la création des marées que nous rencontrons sur Terre, la gravité de toutes les autres planètes et lunes combinées est loin d'être même une fraction de pour cent de la gravité du soleil. Leur influence n'est même pas perceptible sur l'orbite de la Terre, encore moins sur sa météo.

Cette page a été mise à jour le 18 juillet 2015.

A propos de l'auteur

Dave Kornreich

Dave était le fondateur de Ask an Astronomer. Il a obtenu son doctorat à Cornell en 2001 et est maintenant professeur adjoint au Département de physique et de sciences physiques de l'Université d'État de Humboldt en Californie. Là, il dirige sa propre version de Ask the Astronomer. Il nous aide également avec l'étrange question de cosmologie.


Le système solaire est-il unique dans l'univers ?

D'après les preuves à ce jour, notre système solaire pourrait être fondamentalement différent de la majorité des systèmes planétaires autour des étoiles parce qu'il s'est formé d'une manière différente. Si tel est le cas, les planètes semblables à la Terre seront très rares. Après avoir examiné les propriétés de la centaine de systèmes planétaires extrasolaires connus et évalué deux façons dont les planètes pourraient se former, le Dr Martin Beer et le professeur Andrew King de l'Université de Leicester, le Dr Mario Livio du Space Telescope Science Institute et le Dr Jim Pringle de l'Université de Cambridge signale la possibilité distincte que notre système solaire soit spécial dans un article qui sera publié dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Dans notre système solaire, les orbites de toutes les grandes planètes sont assez proches d'être circulaires (à part celle de Pluton, qui est un cas particulier), et les quatre planètes géantes sont à une distance considérable du Soleil. Les planètes extrasolaires détectées jusqu'à présent - toutes des géantes de nature similaire à Jupiter - sont en comparaison beaucoup plus proches de leurs étoiles mères, et leurs orbites sont presque toutes très elliptiques et donc très allongées.

« Il y a deux explications principales à ces observations », explique Martin Beer. "Le plus intrigant est que les planètes peuvent être formées par plus d'un mécanisme et l'hypothèse que les astronomes ont faite jusqu'à présent - que toutes les planètes se sont formées fondamentalement de la même manière - est une erreur."

Dans l'image de la formation des planètes développée pour expliquer le système solaire, des planètes géantes comme Jupiter se forment autour de noyaux rocheux (comme la Terre), qui utilisent leur gravité pour attirer de grandes quantités de gaz de leur environnement dans les confins froids d'un vaste disque. de matière. The rocky cores closer to the parent star cannot acquire gas because it is too hot there and so remain Earth-like.

The most popular alternative theory is that giant planets can form directly through gravitational collapse. In this scenario, rocky cores - potential Earth-like planets - do not form at all. If this theory applies to all the extrasolar planet systems detected so far, then none of them can be expected to contain an Earth-like planet that is habitable by life of the kind we are familiar with.

However, the team are cautious about jumping to a definite conclusion too soon and warn about the second possible explanation for the apparent disparity between the solar system and the known extrasolar systems. Techniques currently in use are not yet capable of detecting a solar-system look-alike around a distant star, so a selection effect might be distorting the statistics - like a fisherman deciding that all fish are larger than 5 inches because that is the size of the holes in his net.

It will be another 5 years or so before astronomers have the observing power to resolve the question of which explanation is correct. Meanwhile, the current data leave open the possibility that the solar system is indeed different from other planetary systems.


Our Solar System is Rare –“Big Question is What Makes It So Special That It Harbors Life?”

“Something is the cause of the fact that there aren’t a huge amount of UFOs out there,” says Uffe Gråe Jørgensen, head of Astrophysics & Planetary Science group at the Niels Bohr Institute, about the huge difference between being one of the 10 billion Earth-like planets in the habitable zone, and being habitable or having developed a technological civilization.

“When the conquest of the planets in a solar system has begun, it goes pretty quickly,” he adds “We can see that in our own civilization. We have been to the moon and on Mars we have several robots already. But there aren’t a whole lot of UFOs from the billions of Earth-like exo-planets in the habitable zones of the stars, so life and technological civilizations in particular are probably still fairly scarce.”

The Big as Yet Unanswered Question –What Exactly Makes it So Special that it Harbors Life?

Researchers at the Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, led by Jørgensen have investigated more than 1000 planetary systems orbiting stars in the Milky Way, and have discovered a series of connections between planetary orbits, number of planets, occurrence and the distance to their stars. It turns out that our own solar system in some ways is very rare with our eight planets (sorry Pluto!), and in others very ordinary.in that the solar system follows exactly the same, very basic rules for the formation of planets around a star.

There is a very clear correlation between the eccentricity of the orbits and the number of planets in any given solar system, observes the Institute. “When the planets form, they begin in circular orbits in a cloud of gas and dust. But they are still relatively small in size, up to sizes comparable to the moon. On a slightly longer time scale they interact via gravitation and acquire more and more eccentric or elliptic orbits. This means they start colliding because elliptical orbits cross one another—and so the planets grow in size due to the collisions. If the end result of the collisions is that all the pieces become just one or a few planets, then they stay in elliptical orbits. But if they end up becoming many planets, the gravitational pull between them makes them lose energy—and so they form more and more circular orbits.”

Not Really a Surprise

“Actually, this is not really a surprise,” Jørgensen explains, referring to a very clear correlation between the number of planets and how circular the orbits are. “But our solar system is unique in the sense that no other solar systems with as many planets as ours are known. So perhaps it could be expected that our solar system doesn’t fit into the correlation. But it does—as a matter of fact, it is right on.”

The One-Planet Exception

The only solar systems that don’t fit into this rule are systems with only one planet. In some cases, the reason is that in these single-planet systems, the planet is orbiting the star in very close proximity, but in others, the reason is that the systems may actually hold more planets that initially assumed.

In the cases, where solar systems with one planet don’t fit into this rule. says first author Nanna Bach-Møller, “we believe that the deviation from the rule can help us reveal more planets that were hidden up until now. If we are able to see the extent of eccentricity of the planet orbit, then we know how many other planets must be in the system—and vice versa, if we have the number of planets, we now know their orbits. “This would be a very important tool for detecting planetary systems like our own solar system, because many exoplanets similar to the planets in our solar system would be difficult to detect directly, if we don’t know where to look for them.”

Is there Basic, Universal Physics at Work?

No matter which method is used in the search for exoplanets, one reaches the same result. So, there is basic, universal physics at play. the researchers ask: “How many systems possess the same eccentricity as our solar system? – which we can then use to assess how many systems have the same number of planets as our solar system. The answer is that there are only 1% of all solar systems with the same number of planets as our solar system or more. If there are approximately 100 billion stars in the Milky Way, this is, however, still no less than one billion solar systems.”

Number of Planets is What It’s All About

What more does it take to harbor life than being an Earth-size planet in the habitable zone? What is really special here on Earth and in our solar system? Earth is not special—there are plenty of Earth-like planets out there. But perhaps it could be the number of planets and the nature of them. There are many large gas planets in our solar system, half of all of them.

Large Gas Planets the Cause of Our Existence?

Could it be, the team asks, “that the existence of the large gas planets are the cause of our existence here on Earth? A part of that debate entails the question of whether the large gas planets, Saturn and Jupiter, redirected water-bearing comets to Earth when the planet was a half-billion years old, enabling the forming of life here.”

This is the first time research findings show how unique it is for a solar system to be home to eight planets, but at the same time, shows that our solar system is not entirely unique. Our solar system follows the same physical rules for forming planets as any other solar system, we just happen to be in the unusual end of the scale.

But, the study concludes “we are still left with the question of why, exactly, we are here to be able to wonder about it.”

Source: Nanna Bach-Møller et al. Orbital eccentricity–multiplicity correlation for planetary systems and comparison to the Solar system, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2020). DOI: 10.1093/mnras/staa3321


Is our solar system weird?

This artist’s view shows an extrasolar planet orbiting a star (the white spot in the right). Credit: IAU/M. Kornmesser/N. Risinger (skysurvey.org)

Is our Solar System normal? Or is it weird? How does the Solar System fit within the strange star systems we've discovered in the Milky Way so far?

With all the beautiful images that come down the pipe from Hubble, our Solar System has been left with celestial body image questions rivaling that of your average teenager. They're questions we're all familiar with. Is my posture crooked? Do I look pasty? Are my arms too long? Is it supposed to bulge out like this in the middle? Some of my larger asteroids are slightly asymmetrical. Can everyone tell? And of course the toughest question of all… Am I normal?

The idea that stars are suns with planets orbiting them dates back to early human history. This was generally accompanied by the idea that other planetary systems would be much like our own. It's only in the last few decades that we've had real evidence of planets around other stars, known as exoplanets. The first extrasolar planet was discovered around a pulsar in 1992 and the first "hot jupiter" was discovered in 1995.

Most of the known exoplanets have been discovered by the amazing Kepler spacecraft. Kepler uses the transit method, observing stars over long periods of time to see if they dim as a planet passes in front of the star. Since then, astronomers have found more than 1700 exoplanets, and 460 stars are known to have multiple planets. Most of these stellar systems are around main sequence stars, just like the Sun. Leaving us with plenty of systems for comparison.

So, is our Solar System normal? Planets in a stellar system tend to have roughly circular orbits, just like our Solar system. They have a range of larger and smaller planets, just like ours. Most of the known systems are even around G-type stars. Just like ours.….and we are even starting to find Earth-size planets in the habitable zones of their stars. JUST LIKE OURS!

Not so fast…Other stellar systems don't seem to have the division of small rocky planets closer to the star and larger gas planets farther away. In fact, large Jupiter-type planets are generally found close to the star. This makes our solar system rather unusual.

Computer simulations of early planetary formation shows that large planets tend to move inward toward their star as they form, due to its interaction with the material of the protoplanetary disk. This would imply that large planets are often close to the star, which is what we observe. Large planets in our own system are unusually distant from the Sun because of a gravitational dance between Jupiter and Saturn that happened when our Solar System was young.

Although our Solar System is slightly unusual, there are some planetary systems that are downright quirky. There are planetary systems where the orbits are tilted at radically different angles, like Kepler 56, and a sci-fi favorite, the planets that orbit two stars like Kepler 16 and 34. There is even a planet so close to its star that its year lasts only 18 hours, known 55 Cancri e.

Artist’s impression of the solar system showing the inner planets (Mercury to Mars), the outer planets (Jupiter to Neptune) and beyond. Crédit : NASA

And so, the Kepler telescope has presented us with a wealth of exoplanets, that we can compare our beautiful Solar System to. Future telescopes such as Gaia, which was launched in 2013, TESS and PLATO slated for launch in 2017 and 2024 will likely discover even more. Perhaps even discovering the holy grail of exoplanets, a habitable planet with life…


Voir la vidéo: Aurinkokunta, planeetat ja kiertoradat (Juillet 2021).