"Exoplanète", "g", "année-lumière"... Le lexique pour mieux comprendre l'Univers

 

Article proposé par RTL Futur 

 

Les nombreux mots créés par les scientifiques au fil des découvertes composent aujourd'hui un lexique complet et parfois alambiqué. Les rapports scientifiques et les articles qui les vulgarisent font souvent mention d'expressions étranges. 

 

La distinction simple mais nécessaire entre les termes "astronautes", "spationautes", "cosmonautes"... révèle déjà la complexité du vocabulaire lié à la conquête spatiale.

 

Mais une fois propulsés hors de l'atmosphère terrestre, les voyageurs de l'espace se retrouvent face à des corps célestes et des phénomènes quelques fois encore inconnus de l'Homme. 

 

RTL Futur vous propose d'élargir votre lexique astronomique et spatial grâce à tous ces mots déjà présents dans le dictionnaire, mais qui sont encore flous pour la plupart d'entre nous. 

 

 

L'infiniment grand 

Commençons par les objets à grande échelle cosmique : les galaxies. Une galaxie est un ensemble d'étoiles, de poussières et de gaz, dont la cohésion est assurée par la gravité. Le nombre de galaxies dans l'Univers connu est estimé par les chercheurs entre 100 et 200 milliards. 

 

La Voie lactée (ou Galaxie avec un "g" majuscule) est une galaxie parmi tant d'autres. Elle a une forme spirale. Elle comprend entre 200 et 300 milliards d'étoiles, et au moins 100 milliards de planète. La Voie lactée abrite notre système solaire. 

 

La Voie lactée, galaxie primaire, est accompagnée de deux galaxies satellites. Ce sont des galaxies moins grandes qui la "suivent" dans son voyage dans l'espace : le grand et le petit Nuages de Magellan, situés respectivement à environ 150.000 et 200.000 années-lumières. 

 

Un système planétaire est constitué lorsqu'une étoile possède une ou plusieurs planètes en orbite autour d'elle. Notre système planétaire se nomme "système solaire" car les planètes qui le composent tournent autour d'une étoile nommée "Soleil". De façon plus générale, un système stellaire est composé d'une ou de plusieurs étoiles. 

 

3 types de planètes dans notre système solaire 

 

Une planète est un corps rocheux (comme la Terre) ou gazeux.

 

Notre système solaire est composé de 8 planètes :

Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

 

Un temps considéré comme la neuvième planète, Pluton a finalement été rétrogradée à son statut d'origine de planète naine, car elle ne réunissait pas toutes les caractéristiques physiques nécessaires.

 

Le système solaire compte 3 types de planètes : telluriques, gazeuses et glacées. 

 

Une planète tellurique est composée de roches et de métaux, et possède ainsi une surface solide sur laquelle il est possible de se poser (sans oublier qu’il est aussi possible de se poser sur du liquide). Elles sont caractérisées par leur petite taille (car elles sont plus petites que les planètes gazeuses), leur rotation lente, l'absence d'anneaux et le petit nombre de satellite qui les entoure. Mercure, Vénus, la Terre et Mars sont les quatre planètes telluriques du système solaire. 

 

Une planète géante gazeuse est essentiellement composée de gaz (principalement de l'hydrogène et de l'hélium). Il est impossible de s'y poser, car il n'y a pas de surface. Jupiter et Saturne sont les deux géantes gazeuses de notre système solaire. 

 

Uranus et Neptune sont, elles, des géantes de glaces. Ces planètes de type froid ont une composition similaire à celles des géantes gazeuses à laquelle se rajoutent des "glaces". Au sens astrophysique, ces glaces sont en réalité des composés volatils d'eau, d'ammoniac et de méthane. 

 

Une exoplanète est une planète ne se situant pas à l'intérieur des frontières de notre système solaire. Les limites du système solaire se situent là où l'influence gravitationnelle du Soleil s'arrête, soit à environ 22,4 milliards de km de lui. 

 

Une étoile est un corps plasmatique qui est capable (ou l'a été par le passé) de générer sa propre lumière. Pour que les réactions de fusion nucléaire nécessaires à la production de lumière se produisent, ce corps doit avoir une masse minimale ainsi que des conditions de températures et de pression en son cœur. Les étoiles n'ont pas forcément de planète qui gravitent autour d'elles. De plus, elles se forment rarement seules : certains systèmes planétaires possèdent ainsi deux, trois, quatre étoiles, voire plus. 

 

 

Et les lunes ? 

Une planète peut posséder une ou plusieurs lunes. Ce sont des satellites naturels qui, au lieu de tourner autour du Soleil, tournent autour des planètes.

Contrairement à ce que l'on croit, tout objet céleste en orbite autour d'une planète constitue une lune : nuages de poussières, corps rocheux, astéroïdes.... 

 

La Terre possède sa Lune (avec un "L" majuscule) alors que Mars en a deux : Deimos et Phobos.

 

Jupiter compte 79 lunes dont les principales sont Io, Europe, Ganymède et Callisto.

Le nombre de lunes de Saturne s'élève pour l'instant à 62 (elles n'ont pas encore été toutes découvertes car leur compte est compliqué étant donné leur positionnement près des anneaux de Saturne, un lieu encore trop flou pour la vision des télescopes terrestres).

Uranus compte 27 lunes et Neptune en possède 14

 

Corps célestes 

Un astéroïde est un corps en orbite autour du Soleil. Ils font généralement quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres.

Plus de 100.000 astéroïdes ont été découverts, en particulier dans la "ceinture principale", un champ d'astéroïdes situé entre Mars et Jupiter. Certains astéroïdes peuvent être des comètes éteintes, qui ont été déviées de leur trajectoire et ne s'approchent plus du Soleil. 

 

À l'inverse, une comète n'est pas en orbite autour du Soleil, mais passe, à un moment de sa trajectoire, près de lui.

Il s'agit d'un corps constitué de glaces, de roches et de poussières. Lorsqu'une comète s'approche du Soleil, elle dégage des gaz et des poussières qui forment un nuage (la "queue" de la comète).

Ainsi, la comète de Halley frôle notre étoile tous les 75 à 79 ans. Elle a été observée pour la première fois en 1986 et son retour est prévu entre 2061 et 2063. Environ 1.500 comètes ont été recensées depuis l'Antiquité, et on en découvre une vingtaine chaque année. 

 

Lorsqu'un débris rocheux entre dans l'atmosphère et s'écrase à la surface d'une planète sans s'être complètement désintégré, il est appelé "météorite". Lorsqu'il se désintègre totalement avant de toucher le sol, on le désigne comme une "étoile filante". 

 

Matériels de recherche 

Lors de recherches que l'Homme effectue sur les planètes, les lunes et les astéroïdes qui entourent la Terre dans son périmètre proche, il y déplace de nombreux véhicules munis de multiples équipements à destination scientifique. Historiquement, les satellites (des appareils non habités) ont été les premières machines à être envoyés dans l'espace. 

 

Et ils sont très nombreux : satellites d'observation, de communication, militaires... Contrairement aux sondes, les satellites sont placés en orbite autour de la Terre. Certains sont immobiles (ont dit qu'ils sont géostationnaires, tels que les satellites GPS) tandis que d'autres sont en mouvement.

 

Mais le plus gros satellite envoyé à ce jour est habité : il s'agit de la Station spatiale internationale (ISS), un laboratoire de recherche en orbite. 

 

Les télescopes spatiaux sont également envoyés dans l'espace. Mais au lieu d'être tournés vers la Terre comme les satellites, ils portent leur regard au loin : Hubble (autour de la Terre), Kepler (autour du Soleil) et Gaïa (à 1,5 million de kilomètres de la Terre) ont pour mission de cartographier l'Univers lointain. 

 

Les sondes, à l'inverse, ont pour vocation de partir à la découverte des autres corps du système solaire (comme notre Lune, ou Titan, une des lunes de Saturne). Elles peuvent être de plusieurs types : les sondes spatiales, les orbiteurs, les atterrisseurs et les impacteurs. 

 

L'objectif des sondes spatiales est de voyager :

elles parcourent l'espace sans s'arrêter et passent au plus près d'un maximum d'astres. Ainsi, la sonde Voyager 2 a exploré Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune (ainsi que leurs nombreuses lunes) à elle toute seule. À terme, ces sondes ne sont pas destinées à être ramenées sur Terre : une fois leur mission achevée, elles continuent leur chemin à travers le vide spatial. 

 

Les orbiteurs sont des appareils mis en orbite autour d'une planète. Ainsi, Cassini a été en orbite autour de Saturne pendant 13 ans et Juno est en orbite autour de Jupiter.

 

Les atterrisseurs sont des sondes qui atterrissent sur un astre et ne bougent plus : ils étudient simplement ce qui se trouve autour d'eux, notamment grâce à des relevés d'échantillons.

 

Enfin, les impacteurs sont des sondes très particulières (et plus rares) : elles ont pour but de voyager jusqu'à un astre et de s'y crasher volontairement. Ainsi, l'impacteur Smart de la sonde Deep Impact s'est écrasé sur la surface de la comète 9P/Tempel en juillet 2005. Ces crashes permettent d'étudier un objet céleste en analysant les poussières, roches, glaces et gaz dégagés lors de l'impact. 

 

Les rovers (astromobile en français) sont un autre type d'appareils, destinés à se poser sur le sol.

Ce sont des véhicules terrestres, qui ont pour mission d'explorer une autre planète ou un corps en y atterrissant et en se déplaçant dessus. Ainsi, les rovers Sojourner, Spirit et Opportunity ont parcouru la surface de la planète Mars pendant de nombreuses années dans le but de récupérer des échantillons. 

 

De façon générale, il est plus commun pour les scientifiques d'envoyer, lors d'une mission, deux appareils différents en même temps. Ainsi, l'orbiteur Rosetta est parti étudier la comète "Tchouri" accompagné de l'atterrisseur Philaé, et l'atterrisseur Pathfinder a déployé le rover Sojourner sur Mars. 

 

Quelle différence entre un lanceur et une fusée ?

 

Il n'y en a strictement aucune. Le mot "lanceur" est simplement la version technique du mot "fusée" qui est généralement utilisé par le grand public. Il faut tout de même souligner qu'un lanceur à vocation à lancer un objet dans l'espace, et non à l'accompagner tout au long de son voyage.

Leur durée de vie est donc limitée : une fois que l'objet a atteint les limites de l'atmosphère terrestre, il continue sa route seul et le lanceur (qui s'est détaché en plusieurs morceaux entre temps) s'écrase sur Terre ou se désintègre dans l'atmosphère.

La grande nouveauté de ces dernières années en matière de lanceurs a été apportée par SpaceX : en 2015, l'entreprise d'Elon Musk a réussi le pari de ramener les lanceurs intacts sur Terre, afin d'être "recyclés" et de pouvoir lancer de nouveau d'autres objets. 

 

L'inconnu... 

 

Contrairement aux préjugés et croyances culturelles, la vie extraterrestre n'est pas uniquement représentée par les "petits hommes verts". Elle désigne toute forme de vie présente ailleurs que sur la Terre. Autrement dit, la moindre bactérie est un début de vie extraterrestre. Afin de faire naître cette vie, des conditions de températures et d'humidité sont nécessaires. Ainsi, seules les planètes aux caractéristiques "proches" de celles de la Terre font l'objet d'expertises approfondies par les astrophysiciens. 

 

Pour faciliter la recherche de la vie extraterrestre, les scientifiques définissent, à chaque découverte d'étoiles, la zone habitable autour d'elle : en fonction de la chaleur et de la lumière dégagée par l'étoile, cette zone habitable désigne la "ceinture orbitale" imaginaire au sein de laquelle une planète qui s'y situe pourrait présenter des conditions favorables à l'apparition de la vie extraterrestre.

A contrario, les planètes situées à l'extérieur de cette zone habitable posséderaient des conditions trop extrêmes pour le développement de la vie. 

 

Quelques concepts 

 

Lors du décollage d'un vol habité, les corps des spationautes présents dans l'habitacle sont secoués et soumis à une très forte poussée due à la forte l'accélération.

 

Cette dernière se calcule en g ("g" étant l'initiale de "gravité").

 

Au moment de son décollage vers la Station spatiale internationale, l'accélération moyenne de la fusée Soyouz est de 4g. Ainsi, pendant quelques instants, un spationaute de 80 kg aura ainsi l'impression d'avoir une masse quatre fois supérieure, soit de 320 kg : bouger ses bras devient compliqué (ils sont devenus plus lourds) et son métabolisme est soumis à de fortes contraintes (le transport du sang dans le corps devient plus difficile, d'où la nécessité de présenter de bonnes conditions physiques pour éviter les malaises). 

 

En termes de distance, deux unités sont employées dans l'espace.

 

La première est l'unité astronomique (ua), généralement utilisée pour les "petites" distances. Une unité astronomique est de 150 milliards de km, ce qui correspond à la distance Terre-Soleil. Ainsi, la distance entre le Soleil et la ceinture de Kuiper, qui borde les confins de notre système solaire, est de 100 ua, soit 100 fois la distance Terre-Soleil. 

 

La seconde est l'année-lumière (al), qui est une unité de mesure de la distance (et non de temps !).

Une année-lumière est égale à la distance parcourue par la lumière en une année dans le vide. Cette vitesse étant d'environ 300.000 km/s, une année-lumière correspond à environ 9.461 milliards de kilomètres.

Par exemple, l'étoile la plus proche de notre système solaire, Proxima Centauri, se situe à 4,22 années-lumière : il faudrait donc voyager à la vitesse de la lumière pendant 4,22 ans pour l'atteindre, c'est-à-dire parcourir environ 40.000 milliards de kilomètres !!

 

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"Deux choses sont infinies : L'Univers et la bêtise humaine, mais en ce qui concerne l'Univers, je n'en ai pas encore acquis la certitude absolue !" Albert Einstein.

"SEUL LE FANTASTIQUE A DES CHANCES D' ÊTRE VRAI"

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