Sciences de la Terre

objectifs de la leçon

• décrivez les principales caractéristiques des planètes extérieures et de leurs lunes.
• Comparer les planètes extérieures les unes aux autres et à la Terre.

Vocabulaire

• Galiléen lunes
• gaz géants
• Grande Tache Rouge
• extérieur des planètes
• anneaux planétaires

Introduction

Les quatre planètes extérieures sont plus loin du Soleil, plus loin de la Terre. Ils sont beaucoup plus difficiles à apprendre, car ils sont très différents de notre planète.,

Les Planètes Externes

Les quatre planètes les plus éloignés du Soleil, à l’extérieur des planètes. La Figure ci-dessous montre les tailles relatives des planètes extérieures et du Soleil. Ces planètes sont beaucoup plus grandes que les planètes intérieures et sont constituées principalement de gaz et de liquides, elles sont donc également appelées géantes gazeuses.

Les géantes gazeuses sont constitués principalement d’hydrogène et d’hélium, les mêmes éléments qui composent la plupart du Soleil. Les astronomes pensent que les gaz d’hydrogène et d’hélium constituaient une grande partie du système solaire lors de sa formation. Comme les planètes intérieures n’avaient pas assez de masse pour retenir ces gaz légers, leur hydrogène et leur hélium flottaient dans l’espace. Le soleil et les planètes extérieures massives avaient assez de gravité pour empêcher l’hydrogène et l’hélium de dériver.

Toutes les planètes extérieures ont de nombreuses lunes., Ils ont tous aussi des anneaux planétaires, composés de poussière et d’autres petites particules qui encerclent la planète dans un plan mince.

Jupiter

Parce que Jupiter est si grand, il reflète beaucoup de soleil. Jupiter est extrêmement brillante dans le ciel nocturne; seules la Lune et Vénus sont plus brillantes (Figure ci-dessous). Cette luminosité est d’autant plus impressionnante que Jupiter est assez loin de la Terre — 5.20 AUs. Il faut environ 12 années terrestres à Jupiter pour orbiter une fois autour du Soleil.

Jupiter est nommé par le roi des dieux dans la mythologie Romaine. La planète est énorme, le plus grand objet du système solaire en dehors du Soleil. Bien que Jupiter soit plus de 1 300 fois le volume de la Terre, elle n’a que 318 fois la masse de la Terre. Comme les autres géantes gazeuses, elle est beaucoup moins dense que la Terre.

consultez le livre mondial de la NASA pour en savoir plus sur Jupiter:http://www.nasa.gov/worldbook/jupiter_worldbook.html.,

une boule de gaz et de liquide

Les astronautes qui tentent de poser un vaisseau spatial à la surface de Jupiter constateraient qu’il n’y a pas de surface solide du tout! Jupiter est composé principalement d’hydrogène, avec certains d’hélium, et de petites quantités d’autres éléments (Figure ci-dessous).

Une Atmosphère Orageuse

La couche supérieure de l’atmosphère de Jupiter contient des nuages d’ammoniac (NH3) dans des bandes de différentes couleurs. Ces bandes tournent autour de la planète, mais tourbillonnent aussi dans des tempêtes turbulentes. La Grande Tache Rouge (Figure ci-dessous) est une énorme tempête de forme ovale située au sud de L’Équateur De Jupiter. Cette tempête est plus de trois fois plus large que la Terre entière. Les nuages dans la tempête tournent dans le sens antihoraire, faisant un tour complet tous les six jours environ., La Grande Tache Rouge est sur Jupiter depuis au moins 300 ans, puisque les astronomes pouvaient d’abord voir la tempête à travers des télescopes. Pensez-vous que la Grande Tache Rouge est une caractéristique permanente sur Jupiter? Comment pouvez-vous savoir?

lunes et anneaux de Jupiter

Jupiter a un très grand nombre de lunes — 63 ont été découvertes jusqu’à présent., Quatre sont assez grands et assez lumineux pour être vus de la Terre, en utilisant pas plus d’une paire de jumelles. Ces lunes — Io, Europa, Ganymède et Callisto — ont été découvertes par Galilée en 1610, elles sont donc parfois appelées les lunes galiléennes (Figure ci-dessous). Les lunes galiléennes sont plus grandes que les planètes naines Pluton, Cérès et Éris. Ganymède n’est pas seulement la plus grande lune du système solaire elle est encore plus grande que la planète Mercure!

Les scientifiques sont particulièrement intéressés par Europa car il peut être un endroit pour trouver la vie extraterrestre. Quelles caractéristiques pourraient faire d’un satellite si éloigné du soleil un candidat à la vie? Bien que la surface D’Europe soit une couche lisse de glace, il existe des preuves qu’il y a un océan d’eau liquide en dessous (Figure ci-dessous). Europa a également une source d’énergie continue — elle est chauffée lorsqu’elle est étirée et écrasée par les forces de marée de Jupiter., De nombreuses missions ont été prévues pour explorer Europa, y compris des plans pour forer à travers la glace et envoyer une sonde dans l’océan. Cependant, aucune mission de ce type n’a encore été tentée.

en 1979, deux vaisseaux spatiaux — Voyager 1 et Voyager 2 — ont visité Jupiter et ses lunes. Les Photos des missions Voyager ont montré que Jupiter a un système d’anneaux., Ce système d’anneau est très faible, il est donc difficile à observer depuis la Terre.

Saturne

Saturne, illustré dans la Figure ci-dessous, est célèbre pour ses magnifiques anneaux. Bien que toutes les géantes gazeuses aient des anneaux, seuls ceux de Saturne peuvent être facilement VUS de la Terre. Dans la mythologie romaine, Saturne était le père de Jupiter.

la masse de Saturne est environ 95 fois la masse de la Terre et son volume est 755 fois le volume de la Terre, ce qui en fait la deuxième plus grande planète du système solaire. Saturne est également la planète la moins dense du système solaire. Il est moins dense que l’eau., Que se passerait – il si vous aviez une baignoire assez grande pour mettre Saturne? Saturne flottent! Saturne orbite autour du soleil une fois tous les 30 ans environ.

Comme Jupiter, Saturne est composé principalement d’hydrogène et d’hélium gaz dans les couches externes et des liquides à de plus grandes profondeurs. La haute atmosphère a des nuages dans des bandes de différentes couleurs., Ceux-ci tournent rapidement autour de la planète, mais il semble y avoir moins de turbulences et moins de tempêtes sur Saturne que sur Jupiter. Un phénomène intéressant qui a été observé dans les tempêtes sur Saturne est la présence de tonnerre et de foudre (voir vidéo, ci-dessous). La planète a probablement un petit noyau rocheux et métallique.

Les scientifiques de Cassini ont attendu des années les bonnes conditions pour produire le premier film qui montre la foudre sur une autre planète — Saturne.,http://saturn.jpl.nasa.gov/video/videodetails/?videoID=210beaucoup plus de vidéos de la mission Cassini sont indexées ici:http://saturn.jpl.nasa.gov/video/

anneaux de Saturne

en 1610, Galilée a observé les anneaux de Saturne avec son télescope, mais il pensait qu’il pourrait s’agir de deux grandes lunes, une de chaque côté de la planète. En 1659, L’astronome Néerlandais Christian Huygens a réalisé que les caractéristiques étaient des anneaux (Figure ci-dessous).

Les anneaux de Saturne entourent l’Équateur de la planète et semblent inclinés parce que Saturne elle-même est inclinée d’environ 27 degrés. Les anneaux ne touchent pas la planète.,

Les sondes Voyager 1 et 2 en 1980 et 1981 ont renvoyé des images détaillées de Saturne, de ses anneaux et de certaines de ses lunes. Les anneaux de Saturne sont faits de particules d’eau et de glace, avec de la poussière et des roches (Figure ci-dessous)., Les scientifiques pensent qu’il y a plusieurs lacunes dans les anneaux parce que (1) Le matériau a été éliminé par l’attraction gravitationnelle à l’intérieur des anneaux ou (2) par les forces gravitationnelles de Saturne et des lunes à l’extérieur des anneaux.

Les anneaux ont probablement été formés par la rupture d’une des lunes de Saturne ou à partir de matériaux qui ne se sont jamais accumulés sur la planète lorsque Saturne s’est formée à l’origine.,

les lunes de Saturne

La plupart des lunes de Saturne sont très petites et seulement sept sont assez grandes pour que la gravité les ait rendues sphériques. Seul Titan est plus grand que la lune de la Terre à environ 1,5 fois sa taille. Titan est encore plus grand que la planète Mercure.

Les scientifiques s’intéressent à Titan parce que son atmosphère est similaire à celle de la Terre avant que la vie ne se développe. L’azote est dominant et le méthane est le deuxième gaz le plus abondant. Titan peut avoir une couche d’eau liquide et d’ammoniac sous une couche de glace de surface., Des lacs de méthane liquide (CH4) et d’éthane (C2H6) se trouvent à la surface de Titan. Bien que les conditions soient suffisamment similaires à celles de la Terre primitive pour que les scientifiques spéculent sur L’existence d’une vie extrêmement primitive sur Titan, le froid extrême et le manque de dioxyde de carbone la rendent improbable (Figure ci-dessous).

Uranus

Uranus (YOOR-euh-nuhs) est nommé d’après le dieu grec du ciel (Figure ci-dessous)., De la Terre, Uranus est si faible qu’il a été inaperçu par les observateurs anciens. William Herschel a découvert la planète pour la première fois en 1781.

bien Qu’Uranus soit très grande, elle est extrêmement éloignée, à environ 2,8 milliards de km (1,8 milliard de mi) du Soleil. La lumière du Soleil prend environ 2 heures et 40 minutes pour atteindre Uranus. Uranus orbite autour du soleil une fois tous les 84 ans environ.

Uranus a une masse environ 14 fois la masse de la Terre, mais elle est beaucoup moins dense que la Terre., La gravité à la surface D’Uranus est plus faible que sur la surface de la Terre, donc si vous étiez au sommet des nuages sur Uranus, vous pèseriez environ 10% de moins que ce que vous pesez sur Terre.

boule bleu-vert glacée

comme Jupiter et Saturne, Uranus est principalement composée d’hydrogène et d’hélium, avec une couche de gaz externe qui laisse place à du liquide à l’intérieur. Uranus a un pourcentage plus élevé de matériaux glacés, tels que l’eau, l’ammoniac (NH3) et le méthane (CH4), que Jupiter et Saturne.

lorsque la lumière du soleil se reflète sur Uranus, des nuages de méthane filtrent la lumière rouge, donnant à la planète une couleur Bleu-Vert., Il y a des bandes de nuages dans l’atmosphère d’Uranus, mais ils sont difficiles à voir en lumière normale, de sorte que la planète ressemble à une plaine boule bleue.

la planète latérale

La plupart des planètes du système solaire tournent sur leurs axes dans la même direction qu’elles se déplacent autour du Soleil. Uranus, cependant, est incliné sur le côté de sorte que son axe est presque parallèle à son orbite. En d’autres termes, il tourne comme un sommet qui a été tourné de sorte qu’il tournait parallèlement au sol. Les scientifiques pensent Qu’Uranus a probablement été renversé par une collision avec un autre objet de la taille d’une planète il y a des milliards d’années.,

anneaux et lunes D’Uranus

Uranus a un faible système d’anneaux (Figure ci-dessous). Les anneaux entourent L’Équateur de la planète, mais comme Uranus est incliné sur le côté, les anneaux sont presque perpendiculaires à l’orbite de la planète.

Uranus a 27 lunes connues et toutes, sauf quelques-unes, portent le nom de personnages des pièces de William Shakespeare., Les cinq plus grandes lunes D’Uranus — Miranda, Ariel, Umbriel, Titania et Oberon — sont illustrées dans la Figure ci-dessous.

Neptune

Neptune, représentée sur la Figure ci-dessous, est la seule planète majeure qui ne peut être vue depuis la terre sans télescope. Les scientifiques ont prédit l’existence de Neptune avant sa découverte, car Uranus n’apparaissait pas toujours exactement là où il devrait apparaître., Ils savaient que l’attraction gravitationnelle d’une autre planète au-delà D’Uranus devait affecter L’orbite D’Uranus.

Neptune a été découvert en 1846, dans la position qui avait été prédit, et il a été nommé Neptune pour le dieu romain de la mer en raison de sa couleur bleuâtre.

à bien des égards, Neptune est similaire à Uranus (Figure ci-dessous)., Neptune a un peu plus de masse Qu’Uranus, mais elle est légèrement plus petite. Neptune est beaucoup plus éloignée du Soleil à près de 4,5 milliards de km (2,8 milliards de mi). L’orbite lente de la planète signifie qu’il faut 165 années terrestres pour faire le tour du Soleil.

extrêmes de froid et de vent

La couleur bleue de Neptune est principalement due au méthane gelé (CH4). Lorsque Voyager 2 a visité Neptune en 1986, il y avait une grande tache bleu foncé que les scientifiques ont nommée La Grande Tache Sombre, au sud de l’Équateur. Lorsque le télescope spatial Hubble a pris des photos de Neptune en 1994, la Grande Tache Sombre avait disparu mais une autre tache sombre était apparue au nord de l’Équateur. Les astronomes pensent que ces deux taches représentent des lacunes dans les nuages de méthane sur Neptune.

L’apparence changeante de Neptune est causée par son atmosphère turbulente., Les vents sur Neptune sont plus forts que sur toute autre planète du système solaire, atteignant des vitesses de 1 100 km/h (700 mi/h), proches de la vitesse du son. Ce temps extrême a surpris les astronomes, car la planète reçoit peu d’énergie du soleil pour alimenter les systèmes météorologiques. Neptune est également l’un des endroits les plus froids du système solaire. Les températures au sommet des nuages sont d’environ – 218oc (- 360of).

anneaux et lunes de Neptune

Neptune a de faibles anneaux de glace et de poussière qui peuvent changer ou disparaître dans des délais assez courts.

Neptune a 13 lunes connues., Triton, montré dans la Figure ci-dessous, est le seul d’entre eux qui a assez de masse pour être de forme sphérique. Triton orbite dans la direction opposée à L’orbite de Neptune. Les scientifiques pensent que Triton ne s’est pas formé autour de Neptune, mais a été capturé par la gravité de Neptune lors de son passage.

résumé de la leçon

• Les quatre planètes extérieures sont toutes des géantes gazeuses composées principalement d’hydrogène et d’hélium. Ils ont des couches extérieures gazeuses épaisses et des intérieurs liquides.,
• Les planètes extérieures ont de nombreuses lunes, ainsi que les anneaux planétaires.
• Jupiter, de loin la plus grande planète du système solaire, a des bandes de nuages de différentes couleurs et une tempête de longue durée appelée La Grande Tache Rouge.
• Jupiter a plus de 60 lunes dont les quatre plus grandes, les lunes galiléennes.
• Europa a un océan d’eau liquide sous une couche de glace où la vie peut s’être formée.
• Saturne est plus petite que Jupiter, mais a un grand système de beaux anneaux.
• L’atmosphère de Titan est similaire à celle de la Terre primitive et la Lune pourrait abriter la vie primitive.,
• Uranus et Neptune ont été découverts relativement récemment car ils sont si loin.
• Uranus est incliné sur le côté, probablement à cause d’une collision passée avec un grand objet.
• Neptune est très froid et a des vents forts. Ses taches sombres sont des tempêtes dans l’atmosphère de Neptune.

questions de révision

1. Nommez les planètes extérieures a) dans l’ordre du soleil vers l’extérieur, b) du plus grand au plus petit en masse, et c) du plus grand au plus petit en taille.

2. Pourquoi les planètes extérieures appelé gaz géants?

3. En quoi la Grande Tache Rouge et la Grande Tache Sombre diffèrent-elles?

4., Nommez les lunes galiléennes et expliquez pourquoi elles portent ce nom.

5. Pourquoi Europa pourrait-il être un endroit probable pour trouver de la vie extraterrestre?

6. Qu’est-ce qui cause des lacunes dans les anneaux de Saturne?

7. Pourquoi les scientifiques s’intéressent – ils à L’atmosphère de Titan, la lune de Saturne?

8. Quel liquide se trouve à la surface de Titan?

9. Pourquoi Uranus est-il de couleur Bleu-Vert?

10. Quel est le nom de la plus grande lune de Neptune?

autres Lectures/Liens supplémentaires

Points à considérer

• Les planètes intérieures sont petites et rocheuses, tandis que les planètes extérieures sont grandes et gazeuses., Pourquoi les planètes se sont-elles formées en ces deux groupes?
• nous avons discuté du soleil, des planètes et des lunes des planètes. Quels autres objets pouvez-vous penser qui peuvent être trouvés dans notre système solaire?