Les planètes tournent autour du soleil en raison de la force de gravitation exercée par le soleil, qui maintient les planètes en orbite autour de lui. Ce mouvement suit les lois de la gravitation universelle énoncées par Isaac Newton.
Le Soleil, avec sa masse énorme, courbe l'espace autour de lui et crée une force qu'on appelle la gravité. Plus un objet est massif, plus il attire les trucs autour de lui. Comme une balle lourde posée sur un drap élastique fait une bosse, le Soleil fait pareil avec l'espace. Résultat, la Terre et les autres planètes tombent constamment vers le Soleil, mais comme elles avancent aussi très vite sur leur trajectoire, elles n'arrêtent jamais de "rater" leur chute : c'est ça, tourner en orbite. Sans la gravité solaire, aucune planète ne resterait alignée et le système solaire serait un joyeux chaos. C'est donc cette attraction gravitationnelle qui maintient toutes les planètes sur des trajectoires régulières et bien organisées, formant le ballet cosmique qu'on observe tous les jours.
Au départ, le Système solaire était juste un immense nuage de poussières et de gaz flottant tranquillement dans l'espace. Mais une perturbation—comme le souffle d'une supernova lointaine—a suffi à le faire s'effondrer sur lui-même. En se contractant, cette énorme masse s'est mise à tourner de plus en plus vite, un peu comme un patineur artistique qui accélère sa rotation en ramenant ses bras contre son corps. Ce mouvement de rotation initial a créé un grand disque tournant autour du jeune Soleil, dans lequel se sont formées progressivement les planètes. Ces dernières, héritant naturellement du mouvement circulaire du disque initial, continuent aujourd'hui à tourner autour de notre étoile.
Le moment angulaire est une grandeur physique liée à la rotation des objets. Plus un objet tourne vite autour d'un axe, ou plus il est massif et éloigné de cet axe, plus son moment angulaire est grand. Un peu comme un patineur qui tourne sur lui-même : pour tourner plus vite il rapproche les bras du corps, réduisant ainsi son rayon, ce qui augmente sa vitesse de rotation pour conserver son moment angulaire.
Dans le cas des planètes, ce principe est essentiel : lors de la formation du système solaire, elles ont hérité d'une certaine quantité de mouvement, qui leur impose aujourd'hui de continuer à tourner autour du soleil. Sans ce moment angulaire initial, elles plongeraient directement vers leur étoile à cause de sa puissante gravité. Mais ce mouvement de rotation leur donne une sorte d'équilibre dynamique, empêchant cette chute et leur permettant de rester tranquillement (ou presque !) toutes sur leur orbite.
Les orbites des planètes subissent parfois des perturbations dues à l'influence gravitationnelle d'autres astres, comme les grosses planètes voisines (Jupiter, Saturne). Ces petits coups de pouce peuvent modifier légèrement leurs trajectoires, sans pour autant les bousculer complètement. Mais le système solaire, globalement stable depuis des milliards d'années, bénéficie d'un équilibre dynamique : ces légères perturbations finissent par se lisser dans le temps. Des effets externes exceptionnels peuvent quand même venir chambouler cet équilibre, comme le passage proche d'une étoile, mais c'est extrêmement rare et ça prend des millions d'années pour avoir des conséquences sensibles.
Même si l'espace autour du Soleil semble vide, il contient tout de même quelques atomes libres, mais en quantité si faible qu'ils n'engendrent presque aucune résistance au déplacement des planètes. Ce quasi-vide spatial permet aux orbites des planètes de rester stables très longtemps, car elles ne perdent quasiment aucune énergie. Sans cette friction quasi inexistante, une planète comme la Terre peut parcourir son orbite année après année, gardant presque intact son élan initial pendant plusieurs milliards d'années. Autrement dit, après le coup de pouce initial reçu lors de leur formation, les planètes n'ont pratiquement plus besoin d'énergie supplémentaire pour maintenir leur mouvement orbital.
La planète Neptune met environ 165 années terrestres pour compléter un seul tour autour du Soleil. Depuis sa découverte en 1846, elle n'a ainsi réalisé qu'un peu plus d'un tour complet !
Le Soleil représente à lui seul environ 99,8 % de toute la masse du Système solaire, expliquant pourquoi son attraction gravitationnelle prédomine si fortement sur les planètes.
La loi universelle de la gravitation a été formulée par Isaac Newton grâce, dit-on, à la chute d'une pomme. Une pomme « légendaire » aurait donc indirectement permis de comprendre les orbites planétaires !
Les orbites des planètes ne sont pas parfaitement circulaires, mais elliptiques. Cela signifie que chaque planète est légèrement plus proche ou plus éloignée du Soleil suivant le moment de son orbite.
Le moment angulaire, aussi appelé moment cinétique, est une grandeur physique associée au mouvement de rotation d'un objet. C'est lui qui explique pourquoi les planètes continuent à tourner autour du Soleil sans se rapprocher progressivement jusqu'à s’y écraser. Sans perturbation extérieure importante, le moment angulaire demeure constant dans le temps, assurant ainsi la stabilité des orbites planétaires.
Non, chaque planète a une période orbitale différente. Le temps qu'elles mettent pour boucler une orbite complète autour du Soleil dépend principalement de leur distance au Soleil et de leur vitesse orbitale. Mercure, par exemple, boucle une orbite en seulement 88 jours terrestres environ, tandis que Neptune met environ 165 ans terrestres.
Oui, tout comme les planètes, de nombreux autres objets orbitent autour du Soleil, notamment des astéroïdes principalement situés dans la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter, et des comètes provenant souvent de régions plus éloignées comme la ceinture de Kuiper ou le nuage d'Oort. Leurs orbites sont souvent plus elliptiques et moins régulières que celle des planètes.
Les orbites planétaires sont elliptiques en raison des lois de la gravitation décrites par Johannes Kepler. C’est la conséquence naturelle de l’équilibre entre la vitesse initiale des planètes et l’attraction gravitationnelle exercée par le Soleil, selon les lois physiques découvertes par Isaac Newton.
Non, les planètes ne rencontrent quasiment aucune résistance dans l'espace, car celui-ci est presque vide, à part quelques particules rares. Ainsi, en l'absence d'une force extérieure significative, leur vitesse orbitale reste relativement stable sur des périodes extrêmement longues, de plusieurs milliards d'années.
Si le Soleil disparaissait brusquement, sa gravité n'agirait plus sur les planètes, lesquelles cesseraient immédiatement leur rotation orbitale et poursuivraient leur trajectoire en ligne droite dans l'espace selon leur vitesse actuelle. Bien sûr, la vie serait impossible, car la Terre perdrait rapidement sa chaleur et sa lumière.
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Question 1/5
