Planète gazeuse : définition et composition des géantes du système solaire
[Mis à jour le 21 septembre 2022 à 11h23] Situées au-delà de la ceinture principale d'astéroïdes, les planètes gazeuses que l'on surnomme "géantes gazeuses" évoluent, à plusieurs centaines de millions de kilomètres de notre étoile : le Soleil. Ces mondes lointains et glacés se sont formés à partir des gaz présents à distance du Soleil, dans une zone dépourvue de matières rocheuses. Leur nom, "planètes géantes", est le reflet de leurs dimensions hors normes dans le système solaire. Ainsi, le diamètre de Jupiter mesure 11 fois celui de la Terre, ce qui fait d'elle la plus grande planète du système solaire.
Mondes vaporeux et froids, les géantes gazeuses sont des objets d'études difficiles d'accès par la distance qui nous sépare d'elles et la difficulté que représente l'envoi d'une sonde à destination de ces planètes. Si l'on connaît de mieux en mieux leur structure et leur composition, elles restent largement moins bien connues que les planètes telluriques comme Mars ou la Terre. Composition, noyau et géantes de glaces, faisons le point sur les planètes gazeuses du système solaire.
Qu'est-ce qu'une planète gazeuse ?
Les planètes gazeuses, contrairement aux planètes telluriques, n'ont pas de surface solide. Elles sont principalement constituées d'hydrogène et d'hélium, les deux gaz les plus courants dans l'espace.
Classiquement, on estime qu'elles sont au nombre de 4 dans le système solaire : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Depuis quelques années, cette classification est cependant remise en question, et on parle davantage de planètes géantes pour évoquer ce groupe de 4 planètes. Au sein de ce groupe, on distingue alors les planètes gazeuses qui sont Jupiter et Saturne et les géantes de glaces : Uranus et Neptune.
Quelle est la composition d'une planète gazeuse ?
Les planètes gazeuses sont composées essentiellement de deux gaz : l'hydrogène et l'hélium. Jupiter et Saturne sont constituées à 90% de ces gaz tandis qu'Uranus et Neptune sont des géantes de glace dont la composition diffère légèrement. Moins riches en gaz, ces dernières ne contiennent que 20% d'hydrogène et d'hélium. En revanche, elles possèdent un manteau de glaces d'eau, de méthane et d'ammoniac. Ces planètes possèdent en leur cœur un noyau dont la composition varie selon la planète.
Quelles sont les planètes gazeuses du système solaire ?
Avec un diamètre de 139 820 kilomètres, Jupiter est la plus grosse planète du système solaire. Cette géante gazeuse est composée d'hydrogène et d'hélium en majorité ainsi que de quelques autres gaz. Sa mythique tache rouge la rend particulièrement reconnaissable. Il s'agit d'un anticyclone de plusieurs milliers de kilomètres de large. Jupiter possède 79 satellites naturels dont les 4 plus gros sont Io, Europe, Ganymède et Callisto.
Célèbre pour ses superbes anneaux, Saturne a été découverte en 1610 par Galilée. Elle possède 82 satellites qui en font la planète du système solaire comptant le plus de lunes. Tout comme Jupiter, Saturne est composée principalement d'hydrogène et d'hélium ainsi que d'un noyau solide de glaces, de roches et de gaz.
Planète la plus froide du système solaire, Uranus est une géante de glace. Son atmosphère est composée d'hydrogène et d'hélium et son noyau est entouré d'une couche liquide. Elle possède 27 satellites dont l'origine fait encore débat au sein de la communauté scientifique. Sa couleur bleu pâle est certainement liée à sa composition. Petite particularité : Uranus est la seule planète du système solaire à tourner sur un axe horizontal.
Située à 4,49 milliards de kilomètres du Soleil, Neptune est la planète du système solaire la plus éloignée de ce dernier. On lui connaît 14 lunes dont la plus célèbre est Triton. Neptune est si éloignée de notre étoile qu'il y règne une température ne dépassant pas -200 °C.
Peut-on marcher sur une planète gazeuse ?
Les planètes gazeuses se différencient des planètes telluriques par leur absence de surface solide. Autrement dit, si l'on tentait de poser le pied sur une de ces planètes, on ne rencontrerait pas de sol. Étant constituées de gaz, on ne pourrait pas imaginer une sonde ou un engin spatial se poser à leur surface comme on a pu le faire avec des sondes puis des rovers pour la planète Mars par exemple.
Peut-on traverser une planète gazeuse ?
Les planètes gazeuses n'ont certes pas de surface solide mais elles ne pourraient tout de même pas être traversées par un engin spatial conçu par l'Homme. En effet, les conditions qui règnent dans les profondeurs de ce type de planète sont telles que nos technologies ne sont pas en mesure de supporter les températures et la pression qui y règnent. De plus, la présence d'un noyau solide au cœur de ces planètes empêcherait tout objet de traverser cette dernière sans encombre.
Quelques sondes ont eu l'occasion de plonger à travers l'atmosphère de planètes gazeuses. C'est le cas de la sonde Galileo qui a été précipitée dans l'atmosphère jovienne en 2003 à la fin de sa mission autour de Jupiter. D'après SciencePost, "la NASA a finalement perdu le contact après environ une heure, alors qu'elle avait atteint les 150 kilomètres de profondeur". En 2017, la sonde Cassini, qui avait étudié Saturne et ses lunes durant 13 ans, a subi le même sort, plongeant irrémédiablement dans l'atmosphère de Saturne. Même destin pour la sonde Juno en 2017, qui étudiait Jupiter et a terminé sa mission en plongeant dans l'atmosphère de cette dernière. Le contact avec ces sondes a été perdu au cours de la chute et les engins ont été détruits par la pression qui règne dans l'atmosphère de ces planètes ainsi que par la chaleur générée par la vitesse de l'engin lui-même.
Une planète gazeuse a-t-elle un noyau dur ?
La structure interne des planètes géantes est encore mal connue mais les scientifiques estiment que chacune d'entre elles renferme un noyau solide. Celui de Jupiter a été découvert grâce à la sonde Juno et pourrait faire entre 12 et 45 masses terrestres d'après Sciencepost. Le noyau de Saturne a été mis en évidence à l'aide de ses anneaux qui "enregistrent les remous et les pulsations internes de la géante gazeuse" rapporte National Geographic. Il serait composé d'hydrogène, d'hélium, de glace et de roche et pourrait faire jusqu'à 17 masses terrestres. Uranus et Neptune, les deux géantes de glace du système solaire, ont également un noyau. Celui d'Uranus est constitué de roches, de fer et de nickel tandis que celui de Neptune est enveloppé d'une couche d'ammoniac liquide.
Quelles planètes gazeuses sont des géantes de glace et pourquoi ?
Les géantes de glace sont Uranus et Neptune. Il s'agit des deux planètes du système solaire les plus éloignées de notre étoile : le Soleil. Ces planètes sont généralement classées avec Jupiter et Saturne dans la catégorie des géantes gazeuses mais constituent aujourd'hui une nouvelle catégorie : les géantes de glace.
Ce qui différencie ces planètes des autres planètes gazeuses, Jupiter et Saturne, est leur composition. En effet, les géantes de glace contiennent bien moins d'hydrogène et d'hélium que Jupiter et Saturne. Leur noyau est composé de silicates et de fer et le manteau qui entoure ce noyau est composé de glaces d'eau, d'ammoniac et de méthane. Elles possèdent ensuite une atmosphère dans laquelle on retrouve de l'hydrogène et du méthane. Ce dernier gaz pourrait être responsable de leur couleur bleue.
Quelle différence entre une planète gazeuse et une planète jovienne ?
L'appellation "planète jovienne" désigne les planètes gazeuses. Jusque très récemment, on considérait que cette catégorie renfermait les 4 géantes : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Cette dénomination fait référence à la planète Jupiter, la plus grande d'entre elles.
Depuis quelques années, on considère qu'Uranus et Neptune entrent dans la catégorie des géantes de glaces qui se distinguent des géantes gazeuses, ou joviennes, par leur composition.
Est-ce que le Soleil est une planète gazeuse ?
Bien qu'il soit également composé de gaz, principalement de l'hydrogène et de l'hélium, comme les planètes gazeuses, le Soleil n'a rien d'une planète. Il s'agit d'une étoile, dont la structure est très différente de celle d'une planète. À la différence d'une planète, il ne possède pas de noyau rocheux. De même, une étoile comme le Soleil émet de la lumière, alors qu'une planète se contente de refléter la lumière qu'elle reçoit.
Quelle est la différence entre une planète gazeuse et une planète tellurique ?
Les planètes gazeuses et les planètes telluriques se différencient par leur composition. D'un côté, les planètes telluriques - Mercure, Vénus, la Terre et Mars - sont constituées de minéraux et de roches. Leur surface est solide et leur densité est importante.
De l'autre côté, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune sont des planètes gazeuses. Elles sont composées principalement de gaz et renferment en leur cœur un noyau solide. Leur densité est bien inférieure à celle des planètes telluriques. Par exemple, Saturne, la moins dense d'entre elles, pourrait flotter, si on la plaçait dans de l'eau.