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Le système solaire

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Système solaire en formation © Nasa/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)
Cette vue d’artiste qui illustre un système planétaire en formation n’est pas complètement imaginaire.

Sciences de la vie et de la Terre - Physique-chimie
Niveau : 2nde

  • Question 1 : Dans la légende de la photo, il est écrit que le Système solaire s’est formé il y a 4,6 milliards d’années. Recherchez la date à laquelle on situe habituellement la formation de l’Univers (le big-bang).
    • Réponse 1 : Selon les théories actuelles, le big-bang se serait produit il y a environ 14 milliards d’années. L’Univers était alors extrêmement compact, extrêmement dense et extrêmement chaud.
  • Question 2 : Les particules rocheuses autour de l’étoile vont s’agglomérer pour former les planètes. Au moment de la formation du Système solaire, quelles sont les planètes qui se sont formées ?
    • Réponse 2 : Autour du Soleil, sont considérées comme des planètes : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. De nombreux satellites se sont également formés autour de ces planètes. Le plus connu d’entre eux est évidemment la Lune qui gravite autour de la Terre.
  • Question 3 : La jeune étoile IRS 46 est située dans la Voie lactée. Qu’appelle-t-on « galaxie » et quel est le rapport avec la Voie lactée ?
    • Réponse 3 : Une galaxie est une région de l’Univers où sont concentrés des centaines de milliards d’étoiles. Il existe des milliers de galaxies dans l’Univers, de différentes formes et de différentes tailles. Notre galaxie, la Galaxie, appelée aussi « Voie lactée », est celle où se situe notre étoile, le Soleil.

ET PLUTON ?


Arrêt sur notion

Niveau : 2nde
Sciences de la vie et de la Terre

  • Question a : Recherchez sur Internet pourquoi Pluton n’est plus classée parmi les planètes du Système solaire depuis 2006.
    • Réponse a : Pluton n’est plus classée parmi les planètes du Système solaire depuis août 2006, car ses caractéristiques ne permettaient de la classer ni dans le groupe des planètes telluriques (avec qui elle a en commun d’avoir une petite taille), ni dans celui des planètes gazeuses (avec qui elle partage l’éloignement au Soleil puisque située au-delà de Neptune). Cet astre possède une orbite plus ovale et excentrée, elle est petite, constituée de glace et ne possède pas d’atmosphère.
      Par ailleurs, d’autres objets du Système solaire, situés également aux confins de ce Système, ont des propriétés semblables à Pluton, c’est le cas de UB 313 (ou Xena) découverte récemment (2003). Xena est plus grosse que Pluton ; il aurait donc fallu la classer parmi les planètes. Pluton a été découverte en 1930, mais à cette époque, les astronomes pensaient qu’elle avait une taille semblable à la Terre, c’est pourquoi elle a été classée comme planète. Or elle est plus petite que la Lune. Ainsi si elle avait été découverte récemment, elle n’aurait pas obtenu le statut de planète.
      Pluton est donc un corps céleste appartenant à la ceinture d’astéroïdes de Kuiper et que l’on classe dans la catégorie des objets célestes « transneptuniens ».

CALCULS DE DISTANCES ASTRONOMIQUES


Arrêt sur notion

Niveau : 2nde
Physique-chimie

  • Question b : IRS 46 est située à 375 années-lumière de la Terre. Rappelez la définition d’une année-lumière et calculez la distance de cette étoile à la Terre en km.
    • Réponse b : Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière dans le vide en une année. Puisque la vitesse de la lumière est d’environ 3,0.105 km/s, qu’il y a environ 3600x24x365 ≈ 31,5.106 secondes dans une année, une année-lumière correspond à une distance de 3,0.105 x 31,5.106 = 9,4.1012 km.
      L’étoile se situe donc à une distance d = 375 x 9,4.1012 = 3,5.1015 km.
  • Question c : Le gaz de molécules découvert autour de IRS 46 se situe à plus de 10 unités astronomique de l’étoile parent. Recherchez la définition de l’unité astronomique (notée U.A.) et déterminez quelle(s) planète(s) se situe(nt) à plus de 10 U.A. de notre Soleil.
    • Réponse c : Une unité astronomique est la distance moyenne Terre-Soleil. Cela correspond environ à 150 millions de km. Les planètes situées à plus de 1,5 milliard de km du Soleil sont les planètes gazeuses Uranus et Neptune (Saturne n’est qu’à 9,5 U.A.).

AUX ORIGINES DE LA VIE


Arrêt sur notion

Sciences de la vie et de la Terre

Niveaux : 3e et 2nde

Cette vue d’artiste n’est pas complètement imaginaire puisque les astronomes ont observé un tel disque autour d’une jeune étoile appelée IRS 46. Au cours de leurs recherches, ils ont mis en évidence la présence de précurseurs de l’ADN et des protéines, molécules à l’origine de la vie. À partir de cette légende, il est possible de travailler dans le cadre des thèmes aux choix en Seconde. Par exemple, cette photo peut être utilisée pour réaliser une frise chronologique des événements ayant affecté la Terre depuis sa formation. De la même manière, il est possible d’utiliser le document en classe de 3e.

  • Question d : Lisez la légende associée à la photo et déterminez si sur la Terre, au moment de sa formation, les conditions étaient propices au développement de la vie. Justifiez votre réponse.
    • Réponse d : La température de la Terre était trop élevée pour que la vie y soit présente telle que nous la connaissons actuellement. Cependant, les conditions du milieu ont beaucoup évolué (exemple : apparition du dioxygène dans l’atmosphère) au cours de l’histoire de la Terre, favorisant ainsi l’apparition de la vie il y a au moins 3,5 milliard d’années.
  • Question e : Par comparaison avec le Système solaire, quel est l’équivalent d’IRS 46 ?
    • Réponse e : IRS 46 correspond au Soleil de notre système.

Niveau : 2nde

  • Question f : Au moment de la formation de la Terre l’atmosphère est composée de 80 % de vapeur d’eau, de 10 % de dioxyde de carbone (CO2), de 4 % de diazote (N2) et gaz mineurs comme le méthane et l’ammoniac à l’état de traces. Quelle est la conséquence de cette composition de l’atmosphère sur la température de la Terre ? Justifiez votre réponse.
    • Réponse f : Du fait de la teneur en CO2 dans l’atmosphère, l’effet de serre était bien plus intense, donc la température de la Terre était plus importante que celle que nous connaissons actuellement.

Niveau : 1re S

Utilisation possible en TPE sur les origines de la vie par exemple. Étude de deux théories : l’expérience de Miller et la théorie extraterrestre.