Cela fait des millénaires que l’Humanité contemple la course des planètes à travers le ciel nocturne. Mais l’avènement de l’exploration robotique de l’espace dans les années 50 a radicalement changé notre vision du système solaire, de sa composition et de son évolution. Grâce à nos sondes spatiales, ces petits points de lumière sont devenus des mondes à part entière. Dans cette conférence, je dresserai le portrait le plus contemporain possible de notre voisinage cosmique, et nous embarquerons ensemble dans une odyssée temporelle de 4,5 milliards d’années afin d’assister à la naissance des planètes.

1. BALADE DANS LE
SYSTÈME SOLAIRE
Par Sébastien Carassou
Crédit : Pablo Carlos Budassi

2. Le système solaire à l’échelle
(en distance)
UA
Ceinture
d’astéroïdes
Crédit : James O’Donoghue / NASA imagery
1 UA (unité astronomique) = 1× la distance Terre-Soleil = 150 millions de km
UA UA UA UA

3. Crédit : IAU/Martin Kornmesser
Le système solaire à l’échelle
(en taille)

4. Crédit : James O’Donoghue / NASA imagery

5. Répartition de la masse
à l'intérieur du système solaire
Soleil
Jupiter
Saturne
Crédit : Das steinerne Herz
(Autres planètes invisibles à cette échelle)

6. I. COMPOSITION
ET STRUCTURE
Crédit : Lsmpascal

7. Crédit : Mercury image: NASA/JHUAPL
Venus image: NASA/JPL-Caltech
Earth image: NASA/Apollo 17 crew
Mars image: ESA/MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA
Les planètes telluriques
(rocheuses)
Mercure
Vénus Terre
Mars

8. Crédit : NASA/JPL-Caltech/Space Center Institute
Les géantes gazeuses
Jupiter Saturne

9. Crédit : NASA
Les géantes de glace
Uranus Neptune

10. Crédit: NASA/JHUAPL/SwRI
LE CAS DE PLUTON

11. Crédit: NASA, ESA, H. Weaver (JHU/APL), A.Stern (SwRI) and the HST Pluto
Companion Search / NASA, ESA, M. Brown (California Institute of Technology)
Pluton Éris

12. Crédit: NASA/JHUAPL/SwRI
1. être suffisamment massif pour être de forme sphérique,
2. être en orbite autour du Soleil,
3. avoir éliminé la plupart des objets de taille comparable
dans le voisinage de son orbite.
3 critères pour être une planète
(Union astronomique internationale, 2006)

13. Crédit: Australian Academy of Science - Adapted from NASA

14. Crédit: NASA/JHUAPL/SwRI
1. être suffisamment massif pour être de forme sphérique,
2. être en orbite autour du Soleil,
3. avoir éliminé la plupart des objets de taille comparable
dans le voisinage de son orbite.
3 critères pour être une planète
(Union astronomique internationale, 2006)

15. Crédit: NASA/JHUAPL/SwRI
1. être suffisamment massif pour être de forme sphérique,
2. être en orbite autour du Soleil,
3. avoir éliminé la plupart des objets de taille comparable
dans le voisinage de son orbite.
Planète naine !

16. Les planètes naines
Crédit : JorisvS / Wikimedia commons
Éris Pluton Makémaké Hauméa Cérès

17. La ceinture (principale) d’astéroïdes
Crédit : NASA / Wikipédia

19. 50% de la masse totale de la ceinture

20. Crédit : NASA
La ceinture de Kuiper

21. Crédit : NASA/IBEX/Adler Planetarium
L’héliosphère
(zone d’influence magnétique du Soleil)

22. Crédit : Pablo Carlos Budassi / Wikipédia
Le nuage d’Oort
(zone d’influence gravitationnelle du Soleil)
100 000 UA
0 20 000 UA

23. Crédit : SimgDe / Wikipédia

24. Crédit : ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0

25. II. LA NAISSANCE
DU SYSTÈME SOLAIRE
Crédit : NASA/FUSE/Lynette Cook

26. L’âge du système solaire
Northwest Africa 2364
Âge des plus anciennes météorites :
4.568 milliards d’années
(Bouvier & Wadhwa 2010)
Crédit : T. E. Bunch
Crédit : NASA/JPL-Caltech

27. Crédit: NASA, ESA, M. Robberto (Space Telescope Science Institute/ESA) and the
Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team
La nébuleuse primordiale
(Nébuleuse d’Orion)

28. Crédit : Bill Saxton/NRAO/AUI/NSF

29. Crédit : ESO/L. Calçada
Le disque protoplanétaire
(vue d’artiste)

30. Crédit : NASA/ESA and L. Ricci (ESO)
Disques protoplanétaires
photographiés par
le télescope spatial Hubble
(2009)

31. Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
HL Tauri Système solaire
Disque protoplanétaire
photographié par le réseau d’antennes ALMA
(2014)

32. Jets de matière autour d’une
étoile en formation
(HD 163296)

33. Crédit : ESA/Hubble & NASA, B. Nisini; CC BY 4.0

34. Structure
du disque protoplanétaire
Crédit : Miotello et al. (2022)

35. temps
Grains
de poussière
(~ 1 μm - 1 mm)
Planétésimaux
(100-1000 m)
Embryons
de planètes
(100-1000 km)
Planètes
(> 1000 km,
~ masse terrestre)
?
collisions
violentes
accrétion
La formation
des planètes telluriques
Crédit : disque protoplanétaire : NASA/JPL-Caltech – poussière : Alexander Seizinger – planétésimal : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research
Institute/Roman Tkachenko - embryon : NASA/JPL-Caltech/UCAL/MPS/DLR/IDA – planète : ESA/Hubble, M. Kornmesser

36. Crédit : A. Angelich (NRAO/AUI/NSF)/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Particules rocheuses
Particules de roches
et de glaces

37. La formation
des planètes géantes
(Modèle du cœur solide)
Cœur solide
(> 10 masses terrestres)
Planétésimaux
temps
accrétion
Crédit : Max

38. Crédit : Frédéric Masset
Accrétion du gaz
sur le cœur solide
La formation
des planètes géantes
(Modèle du cœur solide)

39. La formation
des planètes géantes
(Modèle de l’instabilité gravitationnelle)
Crédit : Ken Rice
Fragmentation du disque et
condensation des « grumeaux »

40. Migrations planétaires
Le phénomène de migration planétaire
(interaction avec le disque de gaz)
Orbite initiale
Temps
Distance
à
l’étoile

41. Le phénomène de migration planétaire
(interaction avec le disque de planétésimaux)
Crédit : Astromark
- 3,5 milliards d’années
- 4,1 milliards d’années
- 4,5 milliards d’années

42. Pour aller plus loin