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 Les planètes du système solaire

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Roswell-1947
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MessageSujet: Les planètes du système solaire   Lun 7 Mai - 15:31

LES PLANETES DU SYSTEME SOLAIRE

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Ce forum sera accès sur les planètes dans toute sa généralité, à défaut du forum " Cartes d'identités des planètes " qui offre uniquement des infos sur les caractéristiques et la présentation des planètes.

Vous pourrez étudier ici divers clichés et comment observez ces planètes suivant les conditions requises, ainsi que diverses autres informations sur les planètes de notre système solaire.


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Roswell-1947
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MessageSujet: Re: Les planètes du système solaire   Lun 7 Mai - 16:04

LES PLANETES : DEFINITION ET APPROCHE

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Il existe huit planètes dans le système solaire, dénommées en occident par un nom traditionnel issu de la mythologie romaine, auquel est, bien plus rarement, associé à un symbole astrologique. Dans l'ordre par éloignement croissant avec le Soleil, ce sont :

1.Mercure (symbole ☿)
2.Vénus (♀)
3.Terre (⊕/♁)
4.Mars (♂)
5.Jupiter (♃)
6.Saturne (♄)
7.Uranus (♅)
8.Neptune (♆)


Les planètes du système solaire peuvent être divisées en deux catégories :

les planètes telluriques : Mercure, Vénus, la Terre et Mars.
les géantes gazeuses : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.



Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique, c'est-à-dire sous une forme presque sphérique.

La définition scientifique rigoureuse, d'une part veut qu'on réserve le nom de « planète » aux objets du système solaire (dans les autres cas, on parle d'exoplanètes), d'autre part exige que ce corps céleste ait éliminé tout corps rival se déplaçant sur une orbite proche (cela peut signifier soit en faire un de ses satellites, soit provoquer sa destruction par collision). Ce dernier critère ne s'applique pas aux exoplanètes. On estime que le nombre de planètes dans notre seule galaxie est de 1 000 milliards.

Selon cette définition (qui fut approuvée le 24 août 2006 en clôture de la 26e Assemblée Générale de l'Union astronomique internationale (UAI)) huit planètes ont été recensées dans le système solaire : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune (les quatre premières étant des planètes telluriques alors que les quatre suivantes sont des géantes gazeuses).


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Planètes telluriques : Mercure, Vénus, la Terre, et Mars


En même temps que la définition d'une planète était clarifiée, l'UAI définissait comme étant une planète naine un objet céleste répondant à tous les critères, sauf l'élimination des corps sur une orbite proche. Contrairement à ce que suggère l'usage habituel d'un adjectif, une planète naine n'est pas une planète. On compte actuellement cinq planètes naines dans le système solaire : Cérès, Pluton, Makemake, Haumea et Éris. Cependant il est possible que cette liste devienne plus longue que celle des planètes.

La liste des planètes a fortement varié au gré des découvertes et nouvelles définitions de l'astronomie. La Terre n'est considérée comme une planète que depuis la reconnaissance de l'héliocentrisme (position centrale du Soleil), Pluton et Cérès furent classées comme planètes en premier lieu lors de leur découverte… La définition de l'UAI a non seulement permis d'exclure de manière claire de tels objets, mais est aussi suffisamment restrictive pour que l'existence d'une planète qui aurait jusqu'ici échappé aux observations soit improbable.



Les planètes telluriques

Les planètes telluriques, en opposition aux planètes gazeuses, sont des planètes composées de roches et de métaux qui possèdent en général trois enveloppes concentriques (noyau, manteau et croûte). Leur surface est solide et elles sont composées principalement d'éléments non volatils, généralement des roches silicatées, du métal et du fer. Leur densité est donc relativement importante et comprise entre 4 et 5,5.

Dans notre système solaire, les planètes telluriques sont les quatre planètes internes, situées entre le Soleil et la ceinture d'astéroïdes : Mercure, Vénus, la Terre et Mars. La Lune ainsi que Io, la première des quatre grosses lunes de Jupiter, ont une structure similaire et pourraient donc aussi être qualifiés de telluriques.

Les planètes telluriques sont beaucoup plus petites que les planètes gazeuses mais ont une densité beaucoup plus élevée car elles sont composées de fers et de silicates.

On recherche activement des planètes de ce genre parmi les systèmes planétaires autres que le nôtre, mais leur détection est rendue difficile par leur faible masse (et leur proximité à l'étoile) comparée à celle des géantes gazeuses et des étoiles. Une exoplanète tellurique a été découverte et cette découverte a été rendue publique en avril 2007 : Gliese 581 c (une autre semblait avoir été découverte, OGLE-2005-BLG-390Lb, le 26 janvier 2006).



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Structure interne

Les planètes telluriques ont à peu près toutes la même structure : un noyau central métallique (souvent du fer) entouré d'un manteau silicaté1. La Lune est semblable mais possède un noyau de fer beaucoup plus petit. Les planètes telluriques ont des canyons, des cratères, des montagnes et des volcans. Elles possèdent des atmosphères secondaires (atmosphères générées via le volcanisme interne ou les impacts de comètes, contrairement au géantes gazeuses qui, elles, possèdent une atmosphère primaire), atmosphères directement capturées à partir de la nébuleuse originelle solaire4.

Théoriquement, il existe deux types de planètes telluriques ou rocheuses : l'une dominée par des composés de silicium (planètes silicatées) et l'autre dominée par des composés de carbone (planètes carbonées ou "planètes de diamant"), comme les chondrites carbonées. Comme le suggère Marc Kuchner et ses collègues, les planètes de carbone peuvent se former dans un disque protoplanétaire riche en carbone ou pauvre en oxygène. Autour d'un noyau de fer, il se formerait un manteau de carbures et éventuellement de graphite, dans lequel, si les conditions de pression le permettent, peut se former une couche riche en diamants. La planète peut-être entouré d'une atmosphère secondaire riche en composé de carbone.


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MessageSujet: Re: Les planètes du système solaire   Mar 8 Mai - 12:29

Les planètes géantes gazeuses

Les planètes géantes gazeuses du système solaire sont très volumineuses et sont peu denses. Elles sont parfois également appelées planètes joviennes ou géantes joviennes en référence à Jupiter. Ces planètes sont plus éloignées du Soleil dans le système solaire et possèdent un nombre important de satellites. Elles possèdent aussi toutes des anneaux planétaires. À la différence des planètes telluriques, leurs masses découlent essentiellement d'éléments chimiques légers (hydrogène et hélium).

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Les quatre planètes géantes gazeuses du système solaire à l'échelle : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.


Les atmosphères des géantes gazeuses sont constituées principalement d'hydrogène et d'hélium. Des traces importantes de méthane sont présentes dans les atmosphères d'Uranus et de Neptune, et sont la cause de la coloration bleutée de ces planètes.

Du fait de leur épaisse atmosphère la surface des géantes gazeuses est invisible quelle que soit la longueur d'onde utilisée. Les couches supérieures de celle-ci, dont la pression est inférieure à 10 bars sont par contre directement accessibles aux instruments d'observation. De plus, les conditions de pression et de température qui règnent dans les profondeurs de l'atmosphère des géantes sont difficiles (voire impossibles) à reproduire en laboratoire.

La composition chimique et l'état de la matière des noyaux des planètes géantes sont donc déduites de modèles de formation et de suppositions théoriques. Une étude de Joon Eggert et de son équipe du Lawrence Livermore National Laboratory développe une théorie selon laquelle les noyaux d'Uranus et de Neptune contiennent du carbone cristallin tétraédrique (diamant). La structure interne des deux plus grosses planètes (Jupiter et Saturne) serait quant à elle dominée par des couches d'hydrogène liquide et métallique.



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Structure interne

Les quatre planètes géantes du système solaire génèrent des champs magnétiques puissants en raison de la vitesse de rotation rapide de leur noyau central métallique. La rencontre des magnétosphères avec le vent solaire produit des aurores australes et boréales aux pôles des planètes.


La coupe de l'intérieur de ces planètes montre le noyau central (en marron) il est entouré d'une épaisse couche d'hydrogène métallique (en gris).


Anneaux et satellites

Avec la découverte par la sonde Voyager 2 des anneaux de Jupiter et Neptune, il s'avère que toutes les planètes gazeuses du système solaire possèdent des anneaux planétaires. Cependant, la variété des anneaux, quasiment indécelables pour Jupiter et très étendus pour Saturne, ne permet pas de les considérer comme une caractéristique générique des planètes gazeuses. Leur formation est liée aux effets de marée des planètes géantes. Leur grande masse interdit à des satellites de demeurer à une distance inférieure à une limite (dite limite de Roche) sans être détruits. De plus, au dessous de la limite de Roche les poussières et les glaces ne peuvent pas donner naissance à un satellite par accrétion, ils sont nécessairement éparpillés le long d'anneaux concentriques situés dans le plan équatorial de la planète.

La grande masse des planètes gazeuses permet également de rendre compte du grand nombre et de la variété de leurs satellites. Une partie de ceux-ci sont des astéroïdes ou des objets transneptuniens capturés par le champ gravitationnel des planètes.



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Saturne et ses satellites et le système des anneaux

Les anneaux de Saturne forment une énorme structure complexe. D'une extrémité à l'autre, le système ne tiendrait pas entre la Terre et la Lune. Les sept anneaux principaux sont nommés dans l'ordre dans lequel on les a découverts. De la planète vers l'extérieur, ce sont les anneaux D, C, B, A, F, G et E.

L'anneau D est très faible et c'est le plus proche de Saturne. Les anneaux principaux sont A, B et C dont le plus éloigné, facilement visible depuis la Terre avec un télescope, est l'anneau A. La Division de Cassini est le plus grand vide à l'intérieur des anneaux et sépare l'anneau B de l'anneau A. Juste à l'extérieur de ce dernier se trouve le fin anneau F, gardé par deux lunes minuscules, Pandore et Prométhée. Au-delà se trouvent deux anneaux beaucoup plus faibles nommés G et E. L'anneau E est très diffus et c'est le plus grand anneau planétaire de notre Système Solaire. Il s'étend depuis l'orbite de Mimas jusqu'à l'orbite de Titan, sur environ un million de kilomètres.

Les particules composant les anneaux de Saturne sont principalement constituées de glace et leur taille s'étend du micron jusqu'à plusieurs dizaines de mètres. Les anneaux montrent une grande variété de structures à toutes les échelles; certains éléments sont liés aux interactions gravitationnelles avec les nombreuses lunes de Saturne, mais beaucoup de phénomènes structuraux restent inexpliqués.



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La petite lune Pan dans la Division de Encke de l'anneau A
A l'extérieur, le faible anneau F.
Cliché pris par la sonde Cassini le 13 août 2005 à 2,3 millions de km de Saturne


Une petite lune, Pan, orbite à l'intérieur de l'anneau A, dans un vide de 330 kilomètres de largeur appelé la Division de Encke; on remarque sur le cliché que Pan partage cet espace avec un mini anneau. Les anneaux principaux (A, B et C) ont une épaisseur qui ne dépasse que rarement 100 mètres, comparée à leur extention radiale de plus de 60.000 kilomètres. Ces anneaux sont beaucoup plus jeunes que le Système Solaire lui-même, peut-être seulement quelques cent millions d'années. Ils peuvent s'être formés de la désagrégation d'une des lunes de Saturne ou d'une comète ou d'un météore qui a été disloqué par la gravité de la planète.


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MessageSujet: Re: Les planètes du système solaire   Mar 8 Mai - 13:16

OBSERVER LA PLANETE VENUS

Avez-vous déjà remarqué l'éclat fantastique de Vénus ? c'est un véritable phare qui surpasse de très loin l'éclat de toutes les étoiles, et que certains prennent parfois pour un OVNI !

Appelée "étoile du berger" (bien qu'il s'agisse en réalité d'une planète), Vénus est visible même dans les lueurs du crépuscule ou de l'aube. Une planète fascinante...

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La Lune et Vénus, dans les premières lueurs de l'aube.


Quand la voir ?

Vénus étant proche du Soleil, elle n'est jamais visible en plein milieu de la nuit : elle suit ou précède le Soleil dans sa course dans le ciel, ce qui la rend visible tantôt en début de soirée, tantôt en fin de nuit.

La période février-avril 2012 est particulièrement favorable, car Vénus est visible le soir, assez haut dans le ciel, et se couche longtemps après le Soleil. C'est que Vénus est alors bien "écartée" du Soleil vue depuis la Terre. On appel cet écart élongation, il atteindra un maximum le 27 mars 2012.

Les conditions de visibilité de Vénus changent fréquemment, au gré de ses mouvements et de ceux de la Terre autour du Soleil. Ainsi, de juillet à octobre 2012, Vénus sera de nouveau bien visible, mais au petit matin.

Comment la repérer ?

C'est simplissime ! Il suffit de savoir que Vénus est visible en début de soirée vers l'ouest, du côté du Soleil couchant donc. Et comme elle surpasse en éclat toutes les astres visibles à part la Lune et le Soleil, impossible de se tromper ! à moins bien sûr de voir un avion ou certains satellites artificiels très brillants (ISS, Iridium), mais dans ce cas n'oubliez pas que ces objets bougent rapidement dans le ciel, alors que Vénus semble fixe.

Vraiment fixe ? Fixe pendant quelques minutes d'observation bien sûr. Ensuite, on s'aperçoit que la planète décline peu à peu pour aller se coucher, comme la plupart des astres, en raison de la rotation de la Terre. De plus, Vénus change assez rapidement de position au fil des semaines par rapport aux autres astres (étoiles, planètes, Lune).

Bien sûr, vous pouvez vérifier à tout moment la position exacte de Vénus sur la carte du ciel en ligne Stelvision.


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La Lune et Vénus au-dessus, juste avant l'aube


Observer Vénus à l'oeil nu

L'éclat de Vénus est en soi un spectacle qui ne nécessite aucun instrument pour être apprécié. Mais on en profite encore mieux lorsque Vénus se rapproche de la Lune ou d'autres planètes, créant une scène particulièrement esthétique surtout lorsque le crépuscule offre un beau fond coloré.

Ainsi de fin février à mi-mars 2012, Vénus s'approche de plus en plus de Jupiter, autre planète remarquable par son éclat. Et la Lune vient renforcer le spectacle, du 25 au 27 février et du 25 au 26 mars.

Vénus avec un instrument

Un petit télescope ou une lunette révèle immédiatement qu'il ne s'agit pas d'une étoile, mais une planète : elle prend la forme d'un disque ou d'un croissant, alors que les étoiles gardent un aspect ponctuel même à fort grossissement.

Cette forme de croissant est toujours amusante à voir, car on dirait une Lune miniature ! C'est le phénomène des phases, exactement comme pour la Lune. Au fil des semaines entre février et avril 2012, le croissant s'affine de plus en plus (mais Vénus reste très brillante car elle se rapproche de la Terre)

Malheureusement, il n'y a pas grand chose à voir à sa surface, car elle est constamment recouverte de nuages blancs. Ce sont eux qui lui donnent son éclat si particulier !

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Les phases de Vénus, comparables à celles de la Lune


Définition de la planète Vénus ?

Vénus est une planète rocheuse (tellurique) qui est souvent comparée à la Terre, car sa composition chimique est proche, ses paysages comportent des plaines, des montagnes, des volcans... et elle a presque la même taille que notre planète: son diamètre est de 12104 km, soit 0,9 fois celui de la Terre.

Mais la comparaison trouve vite ses limites, car il y règne des conditions infernales : non seulement la température y dépasse les 400°C en raison d'un intense effet de serre, mais son atmosphère est un mélange particulièrement irrespirable : essentiellement du CO2 (96% !), agrémenté d'un peu d'acide sulfurique, d'acide chlorhydrique, de souffre...


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MessageSujet: Re: Les planètes du système solaire   Dim 17 Juil - 2:37

Espace : Une neuvième planète dans le système solaire ?

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Immédiatement, on pense à John Adams et Urbain Le Verrier, qui, en 1846, prédirent l’existence de la planète Neptune. Un triomphe de cette véritable conquête de l’esprit qu’est l’astronomie : c’est en étudiant les perturbations gravitationnelles de Uranus que Adams et Le Verrier, en utilisant les équations de la gravitation universelle de Isaac Newton, arrivèrent à la conclusion qu’une planète géante, invisible, tournait à la frontière du système solaire… Ils avaient raison : Neptune fut découverte à Berlin par Johann Galle le 23 septembre 1846.

Alors, lorsque Mike Brown et Konstantin Batygin annoncent, ce 20 janvier 2016, qu’il existe peut-être une planète inconnue aux confins du système solaire, on se dit « pourquoi pas ? ».

Reprenons depuis le début. Cinq planètes sont connues des Hommes depuis l’antiquité, car elles sont très brillantes et bien visibles à l’œil nu. En partant du Soleil : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne. Uranus a été découverte par William Herschel et par hasard, au télescope, en 1781. Enfin, après Neptune, une dernière planète, découverte en 1930 par Clyde Tombaugh, Pluton, a symboliquement clos le système solaire jusqu’en 2006.

A cette date, les astronomes, dont un certain Mike Brown, ont décidé de détrôner Pluton de son statut de planète. Avec raison : ce petit corps quatre cents fois moins massif que la Terre est plutôt un astéroïde de glace, membre d’une famille probablement immense, dont on connaît déjà quelques centaines d’exemplaires, les Transneptuniens.

Le système solaire compte donc officiellement huit planètes, et des millions de petits corps, comètes, astéroïdes et « planètes naines », comme Pluton, Cérès, Eris, Makemake, Haumea, Sedna, Quaoar, Orcus, Varuna…

Alors quand Mike Brown et Konstantin Batygin annoncent la possible découverte d’une « neuvième planète » dans le système solaire, forcément, la nouvelle enflamme la planète entière ou presque… D’autant que Mike Brown n’est pas un inconnu : il a découvert, entre autres, la planète naine Eris, et il connaît parfaitement les confins du système solaire. Et si Brown est un observateur, Batygin, quant à lui, est un théoricien : une paire idéale pour explorer le cosmos…

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Alors, cette nouvelle planète, à quoi ressemble t-elle ? A rien : les astronomes ne l’ont pas observée, mais ont seulement annoncé sa possible existence. De leurs calculs, ils en ont tiré un bien surprenant portrait : l’astre aurait une masse dix fois supérieure à celle de la Terre, et tournerait sur une orbite elliptique l’approchant à environ 30 milliards de kilomètres et l’éloignant jusqu’à 150 milliards de kilomètres, ce qui correspond à deux cents fois et mille fois la distance de la Terre au Soleil !
Mais que ferait une planète à une telle distance ? Il est certain que l’objet baptisé « Planète 9 » par les deux chercheurs, n’aurait pu se former aussi loin du Soleil, le disque de gaz et de poussières tournant autour de notre étoile lors de sa formation n’étant pas assez dense à cette distance. Mais la « Planète 9 » aurait pu être expulsée par le grand jeu de billard gravitationnel des origines, qui a donné sa structure actuelle à notre système.

Mike Brown et Konstantin Batygin, dans leur article présentant leur possible découverte, expliquent que c’est l’étude des orbites d’astres très lointains, qui les a intrigué : les orbites de six objets, les transneptuniens 2007 TG422, 2013 RF98, 2004 VN112, 2012 VP113, 2012 GB174 et Sedna, convergent toutes vers le même point autour du Soleil, leur périhélie, et ces orbites sont toutes situées dans un plan voisin, comme si ces astres étaient « guidés » par une masse invisible. Plus : d’après leurs simulations, la nouvelle planète devrait aussi influencer d’autres transneptuniens, en leur affectant une orbite perpendiculaire. Or, de tels objets existent….

L’observation, bien réelle, elle, de ces objets célestes et l’analyse de leurs orbites suffit-elle à démontrer l’existence de la « Planète 9 » ?
Non. Il faudra, d’abord, aux chercheurs augmenter leur échantillon d’objets aux orbites lointaines, pour vérifier que cette convergence observée sur les six astres demeurent vraie pour plus de corps. Et puis, surtout, invoquer d’autres causes à ces orbites particulières. Se pourrait-il par exemple que le passage d’une étoile non loin du système solaire, dans le passé, ait perturbé les orbites des transneptuniens ?
Et puis, surtout, il faudrait prouver que cette planète 9 existe bel et bien… en l’observant. Quelques mois ont suffit à Johann Galle, en 1846, pour montrer que la prédiction de Adams et Le Verrier était vérifiée…

Pour la Planète 9, ce sera une autre paire de manches : Mike Brown et Konstantin Batygin n’indiquent pas précisément où « leur » planète pourrait bien se nicher, il faudra aux astronomes scanner une surface du ciel immense, avec, de plus, le risque, si l’astre est plus petit ou plus lointain que prévu, qu’il ne soit pas détectable avec les instruments d’aujourd’hui… En effet, circulant sur une orbite très elliptique, la Planète 9, si elle existe, et si elle a à peu près la taille de Neptune, aurait déjà du être observée si elle se trouve actuellement à sa distance minimale, c’est à dire à environ 30 milliards de kilomètres : les astronomes disent que l’astre aurait alors une magnitude de 16, ce qui, même pour un amateur, est très brillant : un astre de magnitude 16 est dix mille fois moins lumineux que la plus pâle étoile visible à l’œil nu, mais est très facile à photographier avec de modestes instruments à grand champ…

En revanche, si la Planète 9 se trouvait à sa distance maximale, disons 150 milliards de kilomètres, son éclat avoisinerait 23 ou 24… Un astre aussi faible est bien plus difficile à détecter. Enfin, si la prédiction de Mike Brown et Konstantin Batygin était seulement en partie exacte, et que la Planète 9 était tout à la fois plus petite et plus lointaine, elle pourrait échapper encore de nombreuses années aux astronomes.
Que la Planète 9 existe ou non, et au delà de l’étude théorique très élégante de Brown et Batygin, tous les astronomes s’entendent pour affirmer que le système solaire externe recèle encore des trésors… La sonde New Horizons a révélé l’étourdissante richesse du couple planétaire Pluton-Charon et file aujourd’hui vers un nouveau transneptunien, 2014 MU69 ; des centaines, des milliers d’autres astres attendent encore d’être découverts. Et parmi eux, une planète ?


S. Brunier
Science&Vie


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