Les planètes du système solaire telles que représentées par une illustration d'ordinateur de la NASA. Les orbites et les tailles ne sont pas représentées à l'échelle.
(Image: © NASA)
Une géante gazeuse est une grande planète composée principalement de gaz, tels que l'hydrogène et l'hélium, avec un noyau rocheux relativement petit. Les géantes gazeuses de notre système solaire sont Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Ces quatre grandes planètes, également appelées planètes joviennes d'après Jupiter, résident dans la partie extérieure du système solaire après les orbites de Mars et la ceinture d'astéroïdes. Jupiter et Saturne sont sensiblement plus grands que Uranus et Neptune, et chaque paire de planètes a une composition quelque peu différente.
Bien qu'il n'y ait que quatre grandes planètes dans notre système solaire, les astronomes en ont découvert des milliers à l'extérieur, en particulier en utilisant le télescope spatial Kepler de la NASA. Ces exoplanètes (comme on les appelle) sont en cours d'examen pour en savoir plus sur la façon dont notre système solaire a vu le jour.
Faits basiques
Jupiter est la plus grande planète de notre système solaire. Il a un rayon presque 11 fois la taille de la Terre. Il a 50 lunes connues et 17 en attente de confirmation, selon la NASA. La planète est principalement constituée d'hydrogène et d'hélium entourant un noyau dense de roches et de glace, la majeure partie de sa masse étant probablement constituée d'hydrogène métallique liquide, ce qui crée un immense champ magnétique. Jupiter est visible à l'œil nu et était connu des anciens. Son atmosphère se compose principalement d'hydrogène, d'hélium, d'ammoniac et de méthane. [Connexes: Planète Jupiter: faits sur sa taille, ses lunes et sa tache rouge]
Saturne est environ neuf fois le rayon de la Terre et se caractérise par de grands anneaux; comment ils se sont formés est inconnu. Il a 53 lunes connues et neuf autres en attente de confirmation, selon la NASA. Comme Jupiter, il est principalement composé d'hydrogène et d'hélium qui entourent un noyau dense et a également été suivi par des cultures anciennes. Son atmosphère est similaire à celle de Jupiter. [Connexes: Planète Saturne: Faits sur les anneaux, les lunes et la taille de Saturne]
Uranus a un rayon d'environ quatre fois celui de la Terre. C'est la seule planète inclinée sur le côté, et elle tourne également vers l'arrière par rapport à chaque planète sauf Vénus, ce qui implique qu'une énorme collision l'a perturbée il y a longtemps. La planète compte 27 lunes et son atmosphère est composée d'hydrogène, d'hélium et de méthane, selon la NASA. Il a été découvert par William Herschel en 1781. [Connexe: Planet Uranus: Faits sur son nom, ses lunes et son orbite]
Neptune a également un rayon d'environ quatre fois celui de la Terre. Comme Uranus, son atmosphère est principalement composée d'hydrogène, d'hélium et de méthane. Il a 13 lunes confirmées et une autre en attente de confirmation, selon la NASA. Il a été découvert par plusieurs personnes en 1846. [Connexes: Planet Neptune: Faits sur son orbite, ses lunes et ses anneaux]
Super-Terres: Les scientifiques ont trouvé une multitude de "super-Terres" (planètes entre la taille de la Terre et Neptune) dans d'autres systèmes solaires. Il n'y a pas de super-Terre connue dans notre propre système solaire, bien que certains scientifiques spéculent qu'il pourrait y avoir une "planète neuf" cachée dans les confins extérieurs de notre système solaire. Les scientifiques étudient cette catégorie de planètes pour savoir si les super-Terre ressemblent davantage à de petites planètes géantes ou à de grandes planètes terrestres.
Formation et similitudes
Les astronomes pensent que les géants se sont d'abord formés comme des planètes rocheuses et glacées similaires aux planètes terrestres. Cependant, la taille des noyaux a permis à ces planètes (en particulier Jupiter et Saturne) d'attraper l'hydrogène et l'hélium du nuage de gaz à partir duquel le soleil se condensait, avant que le soleil ne se forme et n'évacue la majeure partie du gaz.
Comme Uranus et Neptune sont plus petits et ont de plus grandes orbites, il leur était plus difficile de collecter l'hydrogène et l'hélium aussi efficacement que Jupiter et Saturne. Cela explique probablement pourquoi elles sont plus petites que ces deux planètes. En pourcentage, leur atmosphère est plus "polluée" avec des éléments plus lourds comme le méthane et l'ammoniac car ils sont beaucoup plus petits.
Les scientifiques ont découvert des milliers d'exoplanètes. Beaucoup de ceux-ci se trouvent être des "Jupiters chauds" ou des géantes gazeuses massives qui sont extrêmement proches de leurs étoiles parentes. (Les mondes rocheux sont plus abondants dans l'univers, selon les estimations de Kepler.) Les scientifiques spéculent que les grandes planètes peuvent s'être déplacées d'avant en arrière sur leurs orbites avant de s'installer dans leur configuration actuelle. Mais combien ils ont bougé est encore un sujet de débat.
Il y a des dizaines de lunes autour des planètes géantes. Beaucoup se sont formés en même temps que leurs planètes mères, ce qui est implicite si les planètes tournent dans la même direction que la planète proche de l'équateur (comme les énormes lunes joviennes Io, Europa, Ganymède et Callisto.) Mais il y a des exceptions.
Une lune de Neptune, Triton, orbite autour de la planète opposée à la direction de Neptune, ce qui implique que Triton a été capturé, peut-être par l'atmosphère autrefois plus grande de Neptune, lors de son passage. Et il y a beaucoup de minuscules lunes dans le système solaire qui tournent loin de l'équateur de leurs planètes, ce qui implique qu'elles ont également été accrochées par l'immense attraction gravitationnelle.
Les recherches en cours
Jupiter: Le vaisseau spatial Juno de la NASA est arrivé sur la planète en 2016 et a déjà fait plusieurs découvertes. Il a étudié les anneaux de la planète, ce qui est difficile à réaliser car ils sont beaucoup plus subtils que ceux de Saturne. Juno a découvert que les particules influençant les aurores de Jupiter sont différentes de celles sur Terre. Il a également révélé des informations sur l'atmosphère, telles que la découverte de neige émanant de nuages de haute altitude. Pendant ce temps, les scientifiques utilisant le télescope spatial Hubble ont fait des études détaillées sur le grand point rouge de Jupiter, en le regardant rétrécir et s'intensifier en couleur.
Saturne: Le vaisseau spatial Cassini a terminé plus d'une douzaine d'années d'observation à Saturne en 2017. Mais la science réalisée par Cassini est toujours en cours, alors que les scientifiques analysent les travaux de ses nombreuses années à Saturne. Au cours de ses derniers mois, la mission a examiné la gravité et les champs magnétiques de Saturne, regardé les anneaux sous un angle différent qu'auparavant et plongé délibérément dans l'atmosphère (un mouvement qui en dira plus sur la structure de l'atmosphère).
Uranus: Les tempêtes d'Uranus sont une cible fréquente pour les télescopes professionnels et les astronomes amateurs, qui surveillent leur évolution et leur changement au fil du temps. Les scientifiques souhaitent également en savoir plus sur la structure de ses anneaux et sur la composition de son atmosphère. Uranus peut également avoir plusieurs astéroïdes troyens (astéroïdes sur la même orbite que la planète); le premier a été trouvé en 2013.
Neptune: Les tempêtes sur Neptune sont également une cible d'observation populaire, et en 2018, ces observations ont à nouveau porté leurs fruits; les travaux du télescope spatial Hubble ont montré qu'une tempête de longue date se rétrécit. Les chercheurs ont noté que la tempête se dissipait différemment de ce que leurs modèles attendaient, ce qui montre que notre compréhension de l'atmosphère de Neptune doit encore être affinée.
Exoplanètes: De nombreux télescopes au sol recherchent des exoplanètes. Il existe également plusieurs missions spatiales actives effectuant des recherches sur les exoplanètes, notamment Kepler, le télescope spatial Hubble et le télescope spatial Spitzer. Une rafale de nouvelles missions est également prévue: le NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en 2018, le NASA James Webb Space Telescope en 2020, le PLAnetary Transits and Oscillations of stars (PLATO) de l'Agence spatiale européenne en 2026 et la télécommande de l'atmosphère de l'ESA. Détection d'une exoplanète infrarouge à grande mission (Ariel) en 2028.
Ressources additionnelles
- Rochester Institute of Technology: The Gas Giants
- NASA: Si Jupiter et Saturne sont des géants du gaz, pourriez-vous voler directement à travers eux?
- Département d'astronomie de l'Université d'Arizona: Gas Giant = Jovian Planets
