Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre comment le système solaire s’est formé à partir d’un grand nuage de gaz et de poussière.
Notre planète, la Terre, est l’une des huit planètes en orbite autour du Soleil. Le Soleil et tout ce qui orbite autour de lui (les planètes, les astéroïdes, etc.) forment notre système solaire.
L’image ci-dessous montre les objets les plus grands du système solaire. Les tailles et les distances ne sont pas représentées à l’échelle. En réalité, les quatre planètes extérieures sont beaucoup, beaucoup plus grandes que les quatre planètes intérieures. Le Soleil est beaucoup, beaucoup plus grand que même Jupiter, qui est la plus grande planète. De plus, le Soleil et les planètes sont très éloignés les uns des autres.
Le système solaire tel que nous le connaissons n’existe pas depuis toujours. Le système solaire s’est formé il y a environ 4 milliards d'années.
Il existe de nombreuses théories sur la formation du système solaire. Dans cette fiche explicative, nous examinerons la théorie la plus largement acceptée pour la formation du système solaire.
On pense que le système solaire s’est formé à partir d’une nébuleuse. Une nébuleuse est un grand nuage de gaz et de poussières dans l’espace. Le pluriel de nébuleuse est nébuleuses.
Nous appelons parfois les nébuleuses « nuages » car ce sont des collections de particules libres flottantes. Cependant, les nébuleuses sont très différentes des nuages que nous voyons sur Terre. La plupart des nébuleuses sont plus grandes que l’ensemble de notre système solaire.
Voici une photo d’une nébuleuse. La nébuleuse sur la photo est appelée les « Piliers de la création » parce que les scientifiques voient un système stellaire commençant à se former à l’intérieur. Si l’on pouvait en quelque sorte regarder plusieurs millions d’années devant nous, nous verrions probablement un système stellaire complètement formé.
La gravité est une force qui attire les uns vers les autres des objets avec une masse. La gravité maintient le système solaire ensemble maintenant, et cela a également aidé le système solaire à commencer à se former il y a des milliards d’années.
Le système solaire a commencé comme un nuage de particules de gaz et de poussières, et la gravité a rapproché toutes les particules du nuage. Le nuage s’est contracté ou est devenu plus petit.
Exemple 1: Identifier les causes de la contraction d’une nébuleuse
Les images montrent la première partie de la formation du système solaire.
Lequel des facteurs suivants provoque la contraction du nuage de gaz et de poussières ?
- le mouvement aléatoire des particules dans le gaz et la poussière
- la pression des alentours
- la gravité
- l'attraction électrostatique entre les particules dans le gaz et la poussière
Réponse
Nous savons que le système solaire a commencé comme un grand nuage de particules. Le nuage s’est contracté : identifions la cause de ce problème.
Les particules dans les nébuleuses tournent principalement dans des directions aléatoires. Cependant, si les particules dans le nuage ne se déplacent que de manière aléatoire, il est peu probable qu’elles se rapprochent toutes. Par conséquent, la réponse A est incorrecte.
Ici sur Terre, nous subissons une pression de notre environnement parce que l’air est fait de particules de gaz qui heurtent constamment les objets. Cependant, l’espace est un vide, donc il y a très peu de matière autour pour exercer une pression sur le nuage. La réponse B est incorrecte.
De plus, les particules chargées électriquement s’attirent ou se repoussent, mais dans un nuage de gaz, toutes les particules ne sont pas chargées électriquement. Par conséquent, l’attraction électrostatique n’entraînerait pas la fusion de toutes les particules, et la réponse D est incorrecte.
En revanche, la gravité est une force qui attire les objets avec une masse. La gravité rapproche toutes les particules du nuage.
Par conséquent, la gravité provoque la contraction du nuage, et la réponse C est correcte.
La force de gravité entre les objets est plus grande lorsqu’ils sont plus proches les uns des autres. Lorsque le nuage qui a formé le système solaire se contracte, les particules se rapprochent. Cela renforce l’attraction gravitationnelle des particules.
Une attraction gravitationnelle plus forte provoque la collision ou le croisement de particules dans le nuage.
Les particules exercent une pression en entrant en collision avec des objets, tels que d’autres particules. La pression et la température du nuage augmentent à mesure qu’il se contracte.
Environ 100 000 ans après que le nuage a commencé à se contracter, son centre est devenu assez dense pour former un « noyau ». Le noyau était très chaud, dense et avait une grande pression.
Le noyau avait tellement de masse et d’énergie qu’il a commencé à former une étoile, que nous appelons le Soleil.
Exemple 2: Comprendre les effets d’une nébuleuse contractante
Les images montrent la première partie de la formation du système solaire.
Quels mots remplacent le blanc ?
- se réchauffe
- se refroidit
Réponse
Lorsque la gravité provoque la contraction du nuage, les particules de gaz et de poussières se déplacent plus vite et entrent en collision souvent.
Ces collisions génèrent de la chaleur et de la lumière. En même temps, la pression et la température du nuage augmentent. Le nuage est le plus dense et le plus chaud en son centre, ou « noyau », là où le Soleil commence à se former.
Par conséquent, le nuage se réchauffe en se contractant, et la réponse A est correcte.
Alors que le nuage se contracte encore davantage, les particules continuent de gagner plus d’énergie et de se rapprocher. L’attraction gravitationnelle des particules devient encore plus forte.
Le Soleil a commencé à se former dans le noyau central du nuage. Le cœur était la partie la plus dense du nuage, ce qui signifie qu’il y avait beaucoup de matière dans cette zone. Les parties extérieures du nuage ont commencé à tourner autour du noyau.
Avant que le nuage ne commence à se contracter, il tournait très, très lentement. Lorsque le nuage s’est contracté, il a tourné plus vite. La rotation plus rapide a entraîné l’aplatissement du nuage en une forme de disque.
Exemple 3: Comprendre les effets d’une nébuleuse rotative
Les images montrent la première partie de la formation du système solaire.
Quel mot remplacera le blanc ?
- sphère
- disque
Réponse
Le nuage de gaz et de poussières est d’abord réparti sur une grande région de l’espace.
La gravité provoque la contraction ou la réduction du nuage. Le nuage tourne à mesure qu’il se contracte.
Le nuage devient plus compact et tourne plus vite. Le mouvement de rotation provoque l’aplatissement du nuage en un disque rond.
Par conséquent, la réponse B est correcte.
Le noyau central est la partie la plus chaude et la plus dense du disque. Lorsque le noyau devient chaud et suffisamment dense, les atomes qu’il contient commencent à fusionner, libérant de grandes quantités d’énergie. Le Soleil est formé.
Il y a encore beaucoup de particules libres dans la région externe du disque. De nombreuses particules se croisent et entrent en collision. Lorsqu’elles entrent en collision, les particules collent ensemble et forment de petits amas.
Les amas entrent en collision et se collent pour former de gros objets. Les gros objets entrent en collision, se collent et forment des objets encore plus grands.
C’est ainsi que les planètes commencent à se former.
Exemple 4: Comprendre les régions du disque de la formation du système solaire
Les images montrent la première partie de la formation du système solaire.
- De quelle partie du disque se forme le Soleil ?
- le disque entier
- la région centrale
- la région extérieure
- À partir de quelle partie du disque les planètes se forment-elles ?
- le disque entier
- la région centrale
- la région extérieure
Réponse
Partie 1
Le nuage de gaz et de poussières se contracte et forme un disque en rotation. La gravité attire les particules vers le milieu du disque, ce qui augmente la température et la pression du « noyau » central. Finalement, il y a tellement d’énergie dans le cœur que les atomes ont commencé à fusionner ou à se combiner.
Cela libère encore plus d’énergie et le Soleil se forme au centre du disque.
La réponse B est correcte.
Partie 2
Comme mentionné précédemment, le Soleil se forme au centre du disque, mais il y a encore beaucoup de matière dans la région extérieure.
De nombreuses particules dans la région extérieure du disque entrent en collision. Lorsqu’elles entrent en collision, les particules s’agglutinent et forment de petits objets. Ces objets entrent en collision et se collent pour former de grands objets. Ce modèle continue et finalement ces gros objets forment les planètes.
La réponse C est correcte.
Exemple 5: Identifier le processus de formation de la planète
Laquelle des images suivantes illustre correctement la formation du Soleil et des planètes à partir d’un disque chaud et rotatif ?
Réponse
La réponse A indique que tout le nuage de gaz et de poussières forme le Soleil, et que les planètes du système solaire proviennent d’autres systèmes stellaires. La réponse B indique que seul le centre du disque forme le Soleil, et la partie extérieure du disque forme les planètes.
La plupart des systèmes stellaires sont si éloignés les uns des autres qu’ils n’interagissent pas entre eux, et les planètes ne se déplacent pas de l’un vers l’autre. Les planètes se forment à partir de la région extérieure du disque, alors la réponse B est correcte.
Terminons par résumer quelques concepts importants.
Points clés
- Le système solaire s’est formé il y a 4 milliards d'années.
- Le système solaire a commencé comme un grand nuage de particules de gaz et de poussière. La gravité a provoqué la contraction du nuage et son réchauffement. Le nuage a commencé à tourner en se contractant et a formé un disque.
- La plus grande partie de la matière sur le disque était située dans le « noyau » central, où le Soleil s’est formé.
- Des objets dans la région extérieure du disque sont entrés en collision et se sont agglutinés pour finalement former les planètes.
