SATELLITES NATURELS: CARACTÉRISTIQUES, FORMATION, FONCTION, EXEMPLES - ARTE - 2025

Les satellites naturels sont des corps rocheux liés aux planètes par la force de gravité. Ils sont généralement plus petits que la planète sur laquelle ils gravitent. Les satellites naturels sont également appelés «lunes» car la Lune est le satellite naturel de la Terre. La présence de ces étoiles est assez courante, car à l'exception de Mercure, Vénus et Cérès, les autres planètes du système solaire ont des lunes en orbite autour d'elles.

Le nombre total de lunes dans le système solaire est inconnu, car on pense qu'il en reste encore beaucoup à découvrir. Jusqu'à présent, l'existence de 181 a été documentée, dont la planète Saturne a le plus grand nombre: 82.

Certains des satellites naturels du système solaire. Ganymède, suivi de Titan, Callisto, Io et la Lune sont les plus grands. Vénus a 0 lunes Neptune en a 14. Utilisateur: primefac

Les satellites naturels n'ont pas de lunes, cependant, il y a des astéroïdes qui en ont, par exemple (243) Ida est un astéroïde avec un satellite naturel: Dactyl.

Le seul satellite naturel visible à l'œil nu est notre propre Lune. Pour voir les satellites de Jupiter, vous avez besoin d'un télescope. Galileo Galilei a été le premier à découvrir les quatre plus grands en 1610 et à les baptiser de noms mythologiques: Io, Callisto, Europa et Ganymède.

Depuis, chaque nouveau satellite découvert s'est vu attribuer un nom mythologique, à l'exception de ceux d'Uranus, qui portent le nom de personnages de William Shakespeare.

Cette animation montre un satellite naturel en orbite autour de la planète mère. Source: Wikimedia Commons. Wiki-MG **** @@@ - en Accueil fr: Accueil

Formation

L'origine des satellites naturels remonte à la formation même du système solaire. L'hypothèse actuellement la plus largement acceptée est l'hypothèse nébulaire: à partir des restes d'une supernova, une nébuleuse de gaz cosmique et de poussière s'est formée, qui, grâce à la force de gravité, a aggloméré suffisamment de matière pour créer le Soleil en premier lieu.

Une fois le Soleil créé, un disque rotatif de gaz et de poussière est resté autour de lui, comme cela a été observé dans les jeunes étoiles, dans lesquelles ces disques sont fréquents.

La matière du disque qui entoure l'étoile se condense en refroidissant et les particules qui la composent entrent en collision. Au fil du temps, des planétésimaux se sont formés, les embryons des futures planètes, et de la même manière que des satellites pourraient se former.

De cette manière, les cosmologistes croient que tous les corps que contient le système solaire ont été formés, y compris le Soleil lui-même, les planètes, les satellites, les astéroïdes et les comètes. Le processus d'agglomération et de compactage de la matière est appelé accrétion.

Maintenant, la question demeure de savoir comment chaque planète a acquis ses propres satellites naturels. Dans notre système solaire, les planètes rocheuses ou planètes intérieures ont peu de satellites. Mercure et Vénus ne le font pas. La Terre n'en a qu'une, qui est la Lune, tandis que Mars en a deux: Phobos et Deimos.

Mais les planètes extérieures gazeuses comptent leurs lunes par dizaines. Il existe donc plusieurs théories qui tentent d'expliquer cela:

-Les satellites se sont détachés de la planète et sont restés sur son orbite

-La planète a capturé le satellite

-La planète et le satellite ont formé un système depuis le début.

Mouvements de satellites naturels

Comparaison de taille entre la Terre et la Lune. Apollo 17 Image de la Terre entière: NASAT Image télescopique de la Pleine Lune: Gregory H. Revera

Les interactions gravitationnelles entre les corps du système solaire conduisent à des scénarios complexes pour le mouvement des satellites. Ces interactions modifient les orbites et aux mouvements connus de translation et de rotation, d'autres s'ajoutent, comme les librations.

Les librations ou hésitations de la Lune sont des mouvements oscillatoires du satellite observés depuis la Terre. Grâce aux librations, bien que la Lune montre toujours la même face à la Terre, un petit pourcentage supplémentaire de la face non visible peut être vu.

Les interactions modifient également l'apparence des satellites et ceux-ci à leur tour ceux de la planète autour de laquelle ils gravitent. Un peu plus sera dit à ce sujet plus tard.

Types de satellites naturels

Quant aux types, les satellites naturels peuvent être, par exemple:

Satellites réguliers

Les satellites réguliers tournent dans la même direction que leur planète mère autour du Soleil, donc ils sont probablement nés au même moment ou sont le résultat d'un événement catastrophique subi par la planète dans des temps reculés.

Satellites irréguliers

Ils tournent presque toujours dans le sens opposé à celui de la planète mère (ils sont rétrogrades), et leur orbite a tendance à avoir une plus grande excentricité et ils sont plus éloignés, pour lesquels ils entrent dans la catégorie des satellites capturés probables.

Satellites temporaires

Ce sont généralement de petits astéroïdes capturés par la planète pendant un certain temps, qui continuent ensuite à pénétrer dans l'espace. On pense que le petit RH120 2006, d'environ 3 mètres de long, atteint l'orbite terrestre tous les 20 ans et y est capturé, même s'il ne s'agit peut-être pas du seul satellite temporaire de la Terre.

Il existe également d'autres noms de satellites naturels selon les effets qu'ils ont sur la planète ou selon la configuration de son orbite.

Fonction

Les satellites naturels des planètes n'ont pas été créés pour avoir une fonction spécifique, contrairement aux satellites artificiels. Ils existent en raison de multiples interactions de type gravitationnel et d'autres processus physiques encore en partie inconnus.

Orbite

Cependant, les satellites ont des effets remarquables sur les planètes autour desquelles ils gravitent. Il suffit de réfléchir à l'effet des marées pour comprendre l'énorme influence que la Lune a sur la Terre.

Et pas seulement cela, la Lune contribue également à façonner l'orbite de la Terre, de sorte que si elle manquait, le climat et les conditions de vie ici seraient considérablement affectés.

De même, les lunes des autres planètes aident à établir les orbites de leurs planètes mères et à configurer leurs caractéristiques.

Configuration de l'anneau

Il convient de mentionner le cas des satellites bergers sur les planètes extérieures, ainsi appelés car grâce à leur gravité, ils aident à maintenir la configuration des anneaux sur des planètes comme Saturne, la planète aux anneaux les plus notables.

Autour de Saturne, il y a un mince disque de matériau composé de très fines particules. L'orbite de certaines de ses lunes, comme Mimas, passe à travers le disque, le séparant en anneaux. On dit alors que les satellites "frôlent" gravitationnellement ces anneaux, gardant la zone qui entoure leur orbite libre.

Forces de marée

Les forces de marée sont présentes entre une planète et ses satellites, par exemple entre la Terre et la Lune. Ils sont dus au fait que les deux sont des corps étendus, c'est-à-dire de taille mesurable.

Ainsi, l'interaction gravitationnelle entre les deux n'est pas complètement homogène, car il y a des points plus proches les uns des autres, où la magnitude de la force de gravité est plus grande.

N'oubliez pas que l'attraction gravitationnelle dépend de la distance entre les objets. Si nous voulons calculer leur valeur entre la Terre et la Lune avec l'équation de Newton, nous le faisons généralement en substituant leurs masses respectives et la distance entre leurs centres.

En procédant de cette façon, nous supposons que les masses des deux sont concentrées en plein centre.

Mais les choses changent si l'on prend en compte un point sur Terre situé à une certaine distance du centre. Par exemple dans la figure suivante, l'attraction gravitationnelle de la lune (à gauche) est légèrement différente aux points A, B, C et D.Au moins, nous nous attendons à ce qu'elle soit plus forte au point A, qui est plus proche, et plus petit au point B, qui est plus éloigné.

Figure 3. Les forces de marée exercées principalement par la Lune font monter les océans vers elle lors des marées hautes. Source: Wikimedia Commons. Eman.

En réalité la différence n'est pas trop grande, mais elle suffit à provoquer les marées terrestres, puisque les masses océaniques, étant fluides, sont plus facilement déformables par la légère attraction gravitationnelle exercée par la Lune.

Une interaction similaire se produit entre la Terre et le Soleil, malgré le fait que le Soleil soit beaucoup plus éloigné, mais il faut tenir compte du fait qu'il est plus massif.

Marées hautes et basses

Périodiquement, les effets de la Lune et du Soleil s'additionnent, puis les marées sont plus élevées. Cela se produit lors d'une nouvelle lune ou d'une pleine lune, lorsque les trois étoiles sont alignées. En revanche, lorsqu'ils sont à angle droit, les effets de marée se neutralisent.

Les forces de marée ne sont pas uniques au système Terre-Lune, mais sont également présentes dans tout le système solaire

Les satellites naturels de la Terre

Vue de la Lune, le seul satellite naturel de la Terre. Source: pixels maximum.

Le seul satellite naturel de la Terre est notre Lune. C'est le plus gros satellite par rapport à la planète mère.

Bien que sa surface soit inhospitalière, son influence est extraordinaire pour la vie sur Terre: la force de sa gravité a modifié l'orbite terrestre, allongeant la période de lumière pour laisser le temps aux plantes de réaliser la photosynthèse.

Sur la Lune, il n'y a pas d'atmosphère respirable, elle manque d'eau liquide et subit des changements brusques de température. Mais grâce à lui, les saisons et les marées se produisent, et cela a également transformé l'atmosphère de la Terre pour la rendre respirante.

Comme si cela ne suffisait pas, il sert de guide pour l'agriculture et est une source éternelle d'inspiration pour les scientifiques, les philosophes, les poètes et les amoureux.

Satellites naturels de Mars

Figure 5. Phobos et Deimos. Source: Wikimedia Commons. Aucun auteur lisible par machine fourni. RHorning supposé (basé sur les revendications de copyright).

Ce sont deux petits satellites (environ 10 km de diamètre maximum) et irréguliers découverts à la fin du XIXe siècle par l'astronome nord-américain Asaph Hall: Phobos et Deimos.

Ils venaient probablement de la ceinture d'astéroïdes qui sépare les planètes intérieure et extérieure et ont été tirés par la gravité martienne.

Ils gravitent très près de la planète rouge, Phobos étant le plus proche, sur une orbite de 3000 km ou moins. Les astronomes pensent qu'il finira par s'écraser sur la surface martienne. Quant à Deimos, il pourrait éventuellement échapper à la gravité de Mars pour devenir un astéroïde indépendant.

Les satellites naturels de Jupiter

Comparaison des tailles entre les satellites galiléens, la Terre et la Lune. Source: Wikimedia Commons. Hydra92.

Les 4 plus gros satellites de Jupiter ont été découverts grâce au télescope nouvellement libéré de Galileo, c'est pourquoi ils sont appelés satellites galiléens. Mais la géante gazeuse compte pas moins de 79 lunes à ce jour, bien que les lunes galiléennes soient les plus grandes, comparables en taille à la planète Mercure.

L'un d'eux, Io, a une atmosphère, fait une révolution complète autour de Jupiter en un peu moins de 2 jours et a une densité moyenne similaire à celle de la Lune.

Pour sa part, l'Europe est rocheuse et a une atmosphère mince. Il faut moins de 4 jours pour faire le tour de la planète et les scientifiques pensent qu'elle a une activité tectonique, tout comme la Terre.

Ganymède et Callisto sont les plus grandes lunes, mettant une semaine en orbite. Ganymède, la plus grande des lunes de tout le système solaire, a son propre champ magnétique, une atmosphère mince avec de l'oxygène et peut contenir de l'eau liquide, tout comme Callisto.

De même, Jupiter a un grand nombre d'autres lunes, à la fois régulières et irrégulières, certaines éventuellement formées par une partie de la même nébuleuse à l'origine de Jupiter par accrétion. D'autres, en particulier les irréguliers, ont sûrement été capturés par la gravité jovienne lorsqu'ils sont passés assez près de la planète.

Les satellites naturels de Saturne

Mimas, satellite de Saturne en image prise de Cassini. Source: Wikimedia Commons.

Saturne est la planète avec le plus de satellites, environ 82 selon des décomptes récents. Ils forment un système assez complexe, dans lequel se distinguent les satellites bergers, les chevaux de Troie, ceux qui partagent des orbites et une multitude de satellites.

Le plus important, en raison de sa taille et parce qu'il a une atmosphère, est Titan. Cette lune est la deuxième plus grande de tout le système solaire, après Ganymède, et est visible de la Terre à l'aide du télescope.

Au milieu du XXe siècle, Gerard Kuiper avait déjà détecté du méthane dans l'atmosphère de Titan, mais grâce à la mission Cassini-Huygens, nous savons maintenant que Titan abrite des vents pouvant atteindre 210 m / s.

À des fins de comparaison, les ouragans terrestres de catégorie 5 sont les plus intenses et ont des vents avec des vitesses d'un peu plus de 70 m / s. De même, les pluies sur Titan sont du méthane, donc les perspectives sont peu favorables.

Mimas est un autre satellite intéressant de Saturne, bien que plus petit que Titan. Nous l'avons déjà mentionné comme berger de l'anneau. Mais ce qui frappe dans sa surface glacée, c'est un cratère d'impact massif nommé Herschel d'après son découvreur. Au centre du cratère se trouve une montagne d'environ 6000 mètres de haut.

Pour sa part, Iapetus se distingue par un côté nettement plus sombre que l'autre, bien que la raison en soit inconnue. Il possède également son propre gigantesque cratère d'impact de 500 km de diamètre, il est situé à une grande distance de Saturne, beaucoup plus loin que les autres satellites notables, et l'orbite est très inclinée.

Satellites naturels d'Uranus

Le satellite Miranda photographié depuis Voyager. NASA / JPL-Caltech

À ce jour, 27 satellites de la planète Uranus ont été dénombrés, tous dépourvus d'atmosphère. Parmi eux, il y a des satellites pasteurs, tout comme sur Saturne.

Deux grands groupes de satellites se distinguent sur Uranus: l'intérieur et l'extérieur. Les premiers sont constitués de glace et de roche, tandis que la composition des seconds est encore inconnue.

Titania et Oberon sont les plus gros satellites d'Uranus, mais le satellite glacial Miranda, le plus petit des grands satellites, frappe à cause de sa surface chaotique, qui semble avoir subi d'innombrables impacts, ou peut-être extrêmement violents.

Il est également possible qu'elle ait été grandement affectée par les forces de marée causées par la planète mère Uranus et qu'elle ait donc cette apparence fissurée inquiétante.

Les satellites naturels de Neptune

Jusqu'à présent, il y a 15 satellites de Neptune et le plus frappant est aussi le plus grand: Triton. C'est un monde glacé au-delà de l'imagination, car selon les données, la surface est à 37 K ou -236,15 ºC.

Aux pôles, l'azote et d'autres gaz congelés tels que le monoxyde et le dioxyde de carbone abondent. Vu de l'espace, Triton a une belle forme presque parfaitement sphérique, ce qui le distingue des autres satellites plus irréguliers de Neptune.

Quant aux autres satellites de Neptune, ceux-ci entrent dans la catégorie des satellites irréguliers, il est donc très probable que la planète les ait capturés à un moment donné.

Les satellites naturels de Pluton

Taille comparée Terre-Lune et Pluton-Charon. Source: NASA via Wikimedia Commons.

Le plus connu des satellites de Pluton est Charon, dont la taille est similaire à celle de la planète mère, c'est pourquoi il est davantage considéré comme un système binaire que comme une planète et son satellite.

Charon a été découvert en 1975, excluant la possibilité que Pluton ait été autrefois un satellite de Neptune. En plus du binôme Pluton-Charon, il existe quatre autres satellites plus petits, appelés: Nix, Hydra, Cerberus et Styx.

Pluton et Charon sont sur des orbites synchrones, c'est-à-dire que le temps qu'ils mettent pour tourner autour de leur axe est le même temps qu'ils parcourent l'orbite.

Références

1. Carroll, B. Une introduction à l'astrophysique moderne. 2ème. Édition. Pearson.
2. Géoenccyclopédie. Satellites naturels. Récupéré de: geoenciclopedia.com.
3. Howell, E. Qu'est-ce qu'un satellite? Récupéré de: space.com.
4. Oster, L. 1984. Astronomie moderne. Éditorial Reverté.
5. Wikipédia. Satellite naturel. Récupéré de: es.wikipedia.org.
6. Peale, S. 1999. Origine et évolution des satellites naturels. Récupéré de: researchgate.net.