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planètes
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Masseenkg
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Météore Cratère , (Arizona),
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Triton et ses volcans/geysers d'azote.
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1600 K
1300 K
800 K
1000 K
500 K
175K
150 à
120 K
et hydrates solides NH3 H20, CH4
H20.
H et He ne condensent pas
(les 20 K ne sont pas atteints).
JP Bourseau, UCBL1
Des expériences de condensation de mélanges gazeux et surtout des
calculs thermodynamiques montrent :
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1200 à 400 K
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glaces :
175 à 120 K
3.Uneplanète,unehistoire
• Les poussières s’attirent de manière électrostatique
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par les collisions
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3.Uneplanète,unehistoire
Accrétion
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3.Uneplanète,unehistoire
Image ALMA
3.Uneplanète,unehistoire
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3.Uneplanète,unehistoire
A partir d’1km de diamètre…
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3.Uneplanète,unehistoire
Accrétion
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(<1000km)
Comment la Lune s’est-elle formée ?
A. Elle a été extraite de la
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tournait très vite
B. Elle s’est formée après
un énorme impact
C. Elle dérivait et a été
capturée par la gravité
terrestre
D. Je ne sais pas
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(M’Mars’=7x10^23kg)
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 Fusion ?
3.Uneplanète,unehistoire
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Accrétion
Des poussières aux planètes
E cinétique = 1/2 M v^2
E cinétique = MT*Cp*DT
R
GM
ev 2
 = 11 km/s
G = 6.67x10-11 m3/s2/kg
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Chimie finale
Taille finale100 Ma
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600 Ma après
3.Uneplanète,unehistoire
Pour séparer les matériaux
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‘fondu’
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Ségrégation du noyau
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Manteau
primitif
Ce qu’il faut retenir
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Cours 3 - Les planètes

  • 2. Classe inversée la semaine prochaine : Structure de la Terre
  • 3.
  • 6. Pluton est-elle une planète ? A. Oui B. Non C. Je ne sais pas Quelquesbasessurlesplanètes
  • 8. Qu’est-ce qu’une planète ? Terme difficile à définir… redéfini en 2006 par l'Union astronomique internationale : - En orbite autour d’une étoile ; - Sans toutefois être une étoile ; - Suffisamment massive pour que l’effet de sa propre gravité lui confère une enveloppe sphérique ; - Dominant son environnement et ayant « dégagé le voisinage autour de son orbite » Quelquesbasessurlesplanètes
  • 9. Des planètes en dehors du système solaire ? > 1000!!! Quelquesbasessurlesplanètes
  • 10. Au 01/01/2016 on recense 2041 exoplanètes dans 1293sy stèmes planétaires
  • 12. Comment connaître la masse d’une planète ? Facile si la planète a un satellite : on utilise la 3ème loi de Kepler a ae foyer e = excentricité G = 6.67x10-11 m3/s2/kg Masse de la Planète Distance Planète- Satellite Période de révolution du satellite Quelquesbasessurlesplanètes
  • 13. Europe tourne autour de Jupiter : • Période T de 3.55j • Distance a = 670900km Exemple de Jupiter Quelquesbasessurlesplanètes
  • 14. Quelle est la masse de Jupiter ? A. 1.9 1024 kg B. 1.9 1025 kg C. 1.9 1027 kg D. 1.9 1030 kg E. 1.9 1031 kg Quelquesbasessurlesplanètes
  • 16.
  • 17. Silicates O, Si, Al, Mg, Na, Ca, K Fer, nickel et soufre. Roches et métaux. LesoleiletlesplanètesQuelquesbasessurlesplanètes
  • 18. 80-90 mol% de H 10-20 mol% de He et d’un peu de méthane d < 2 Composition chimique très proche de celle du Soleil. Gaz. LesoleiletlesplanètesQuelquesbasessurlesplanètes
  • 19. Catégorie : petite étoile jaune de type G2. Masse : 2. 1030 Kg. Volume : 1 392 000 km de diamètre (109 x D Terre). Composition : Gaz = H (70%), He (28%). Réacteur thermonucléaire : au cœur de l’étoile, fusion H en He. Structure interne : Lesoleiletlesplanètes
  • 20. La chromosphère du Soleil avec en haut à droite des protubérances, SOHO.Taches solaires. SOHO, NGM Juillet 2004. Protubérances Protubérances Télescope solaire suédois. Le cœur sombre d’une tache solaire (diamètre de la Terre). Lesoleiletlesplanètes
  • 21. Le soleil est une étoile de type A. naine jaune B. Une géante rouge C. Une géante jaune D. Une supergéante
  • 22. Me T J S U N Champmagnétique/Terre Mars et Venus n’ont pas de champ magnétique ! Avec les sondes envoyées, on peut mesurer le champ magnétique Lesoleiletlesplanètes
  • 23. Noyau métallique : Fer principalement 40 % de son volume 2/3 de sa M totale  d élevée = 5,4. Lesoleiletlesplanètes Mercure
  • 24. Atmosphère de Vénus. Schéma de Vénus sans son atmosphère, d'après la sonde Magellan. Atmosphère : dense (95 bars), épaisse de 50 à 70 km, 96 % de CO2 ;  effet de serre (460 °C). Lesoleiletlesplanètes Venus
  • 26. La surface de Vénus photographiée par la sonde Magellan. Cartographie sonde Magellan : - des milliers de volcans ; - des dômes (coulées de lave) ; - des cratères d’impact. On considère que Vénus est volcaniquement active de nos jours… …bien qu'aucune éruption n'ait été vue par la mission Magellan ! Lesoleiletlesplanètes
  • 27. Relief (eau = agent d’érosion).Hydrosphère liquide et solide. Atmosphère (vapeur d’eau). Biosphère (H20) Google Earth World Wind Earth Lesoleiletlesplanètes
  • 28. Météore Cratère , (Arizona), D = 1 km., 49000 ans. Le Wolfe Creek (Australie), D = 875 m, 300 000 ans. Cratère du Manicouagan, Québec ; Age = 210 Ma, D = 70 km,  météorite D = 3,5 km. D impact = 20 x D météorite. Cratère du Chixculub, Mexique ; Age = 65 Ma, D = 200 km,  météorite D = 10 km. Cratère du Popigai, Sibérie ; Age = 40 Ma, D = 100 km,  météorite D = 5 km. Le plus gros fragment de météorite (Hoba = sidérite de 60 T) connu à ce jour a été trouvé en 1920 en Namibie. Lesoleiletlesplanètes
  • 31. Etagement bien visible qui résulterait d'un dépôt de sédiments dans un ancien lac maintenant asséché. Viking I. Lesoleiletlesplanètes
  • 32. Atmosphère = 95 % CO2. Pression : 0,01 bar ; faible gravitation et pas de champ magnétique pour se protéger du vent solaire. Un cyclone de 300 km de diamètre Lesoleiletlesplanètes
  • 33. Lesoleiletlesplanètes Cérès : le plus gros astéroïde
  • 34. Multi-impact de Shoemaker-Levy 9, Image UV, NASA, juillet 1994. Io Impacts S-L. Lesoleiletlesplanètes Jupiter
  • 35. 4 gros satellites et 36 petits satellites La glace domine (noyau rocheux ?). Activité géologique décroissante de façon centrifuge. Couche de glace fissurée. Io. Europe. Callisto.Ganymède. Lesoleiletlesplanètes
  • 36. Haemus Mons est une montagne localisée près du pole sud d'Io, 100 sur 200 km à la base. Io, La caldeira du volcan Tupan d'après des photos de la sonde Galilèo en aout 2001. Io, Volcan Pelé, Galileo. Io, éruption Masubi, Galileo. Io et ses volcans de soufre. Lesoleiletlesplanètes
  • 39. Triton et ses volcans/geysers d'azote. L’évolution orbitale de Triton fait qu'il se rapproche de Neptune. Dans 100 Ma, il sera si proche de Neptune qu'il se disloquera, et Neptune héritera d'un superbe anneau supplémentaire ! Lesoleiletlesplanètes Neptune
  • 40. Comète de Halley photographiée le 13 Mai 1910, source NASA. Noyau de Halley, sonde Giotto, Mars 1986, ESA. Venus Halley, 1886, Giotto, ESA. Halley… tous les 76 ans. - De la ceinture de Kuiper, à peine au- delà de l'orbite de Neptune. - Du nuage d'Oort. Corps de forme irrégulière. 1 km < D noyau < 10 km. Noyau = glace et de poussière. En se rapprochant du Soleil, la glace de leur noyau s'évapore  nuage de poussière tout autour = chevelure (peut atteindre plusieurs dizaines de milliers de km de D. Lesoleiletlesplanètes
  • 42. Comment expliquer la zonation chimique du Système Solaire et les différents états de la matière (roche, gaz et glace) ? Comment expliquer la petite taille des planètes telluriques et leur atmosphère ? Lesoleiletlesplanètes
  • 44. La séquence de condensation générale… à partir de la nébuleuse solaire (gaz enrichi en éléments lourds). 1600 K 1300 K 800 K 1000 K 500 K 175K 150 à 120 K et hydrates solides NH3 H20, CH4 H20. H et He ne condensent pas (les 20 K ne sont pas atteints). JP Bourseau, UCBL1 Des expériences de condensation de mélanges gazeux et surtout des calculs thermodynamiques montrent : Champ du Fer : 1600 à 1300 K Champ des Silicates 1200 à 400 K Champ des glaces : 175 à 120 K 3.Uneplanète,unehistoire
  • 45. • Les poussières s’attirent de manière électrostatique • Lorsqu’elles deviennent plus grosse : attraction gravitaire • Problème : petits corps (< 1km) détruits facilement par les collisions Comment passer d’une poussière à un corps d’1km ~ comment passer d’acides aminés à la cellule 3.Uneplanète,unehistoire Accrétion Des poussières aux planètes Des poussières aux embryons de planètes…
  • 48. Planètes gazeuses : 1- Noyau de glaces 2- Capture des gaz Croissance rapide ! Planètes rocheuses : Impacts Croissance lente 3.Uneplanète,unehistoire A partir d’1km de diamètre… Accrétion Des poussières aux planètes
  • 49. • Les gros corps croissent plus vite que les petits (gravité + section efficace) 3.Uneplanète,unehistoire Accrétion Des poussières aux planètesCroissance des embryons (<1000km)
  • 50. Comment la Lune s’est-elle formée ? A. Elle a été extraite de la Terre quand elle tournait très vite B. Elle s’est formée après un énorme impact C. Elle dérivait et a été capturée par la gravité terrestre D. Je ne sais pas
  • 51. Énergie libérée (M’Mars’=7x10^23kg) Augmentation de T (Cp =1000 J/kg/K)? • Formation de la Lune - impact d’un corps de la taille de Mars  Fusion ? 3.Uneplanète,unehistoire Les impacts géants Accrétion Des poussières aux planètes E cinétique = 1/2 M v^2 E cinétique = MT*Cp*DT R GM ev 2  = 11 km/s G = 6.67x10-11 m3/s2/kg
  • 52. Chimie initiale Poussières Chimie finale Taille finale100 Ma Grand bombardement météoritique (durant 200Ma) 600 Ma après 3.Uneplanète,unehistoire
  • 53. Pour séparer les matériaux • Densités différentes : les matériaux lourds tombent, les légers montent • MAIS résistance des matériaux  Pour faire une croûte et une atmosphère, il faut fondre les matériaux ! La différenciation 3.Uneplanète,unehistoire
  • 59. Ce qu’il faut retenir •Ce qu’est une planète •Les types de planètes •Comment connaître la masse et la composition de la planète •Les caractères particuliers des planètes du système solaire •Les causes des différences entre les planètes •Histoire de l’accrétion et