Y a-t-il quelque chose « sous » la Terre dans l’espace ?

Si tu as vu illustrations ou modèles du système solairepeut-être avez-vous remarqué que toutes les planètes tournent autour du Soleil plus ou moins dans le même plan et se déplacent dans la même direction.

Mais qu’y a-t-il au-dessus et au-dessous de ce plan ? Et pourquoi les orbites des planètes sont-elles alignées ainsi, dans une crêpe plate, plutôt que chacune voyageant dans un plan complètement différent ?

je suis un planétologue qui travaille avec des vaisseaux spatiaux robotisés, tels que rovers et orbiteurs. Lorsque mes collègues et moi les envoyons explorer notre système solaire, il est important pour nous de comprendre la carte 3D de notre voisinage spatial.

Dans quelle direction se trouve le « bas » ?

La gravité terrestre a beaucoup à voir avec ce que les gens pensent être en hausse et en baisse. Les objets tombent vers le sol, mais cette direction dépend de l’endroit où vous vous trouvez.

Imaginez que vous vous trouvez quelque part en Amérique du Nord et que vous pointez vers le bas. Si vous étendez une ligne du bout de votre doigt tout au long de la Terre, cette ligne pointerait dans la direction du « haut » vers quelqu’un. sur un bateau dans le sud de l’océan Indien.

Dans une perspective plus large, le « bas » pourrait être défini comme étant situé en dessous du plan du système solaire, connu sous le nom de écliptique. Par convention, on dit qu’au-dessus du plan se trouve l’endroit où on voit les planètes tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre autour du Soleil, et d’en bas, on les voit tourner dans le sens des aiguilles d’une montre.

Encore plus de saveurs de « duvet »

Y a-t-il quelque chose de spécial dans la direction du bas par rapport à l’écliptique ? Pour répondre à cette question, nous devons effectuer un zoom arrière encore plus loin. Notre système solaire est centré sur le Soleil, qui n’est que l’un des environ 100 milliards d’étoiles dans notre galaxie, la Voie Lactée.

Chacune de ces étoiles et leurs planètes associées sont toutes en orbite autour du centre de la Voie Lactéetout comme les planètes tournent autour de leurs étoiles, mais sur une échelle de temps beaucoup plus longue. Et tout comme les planètes de notre système solaire ne sont pas sur des orbites aléatoires, les étoiles de la Voie Lactée gravitent autour du centre de la galaxie à proximité d’un plan appelé le avion galactique.

Ce plan n’est pas orienté de la même manière que l’écliptique de notre système solaire. En fait, le angle entre les deux plans est d’environ 60 degrés.

En remontant encore un peu en arrière, la Voie Lactée fait partie d’un amas de galaxies connu sous le nom de le groupe localet – vous pouvez voir où cela va – ces galaxies se situent pour la plupart dans un autre plan, appelé plan supergalactique. Le plan supergalactique est presque perpendiculaire au plan galactique, avec une angle entre les deux plans d’environ 84,5 degrés.

La façon dont ces corps finissent par parcourir des trajets proches du même plan est liée à la façon dont ils se sont formés en premier lieu.

Effondrement de la nébuleuse solaire

La matière qui allait finalement composer le Soleil et les planètes du système solaire était à l’origine un nuage diffus et très étendu de gaz et de poussière appelé le nébuleuse solaire. Chaque particule de la nébuleuse solaire avait une infime quantité de masse. Parce que n’importe quel la masse exerce une force gravitationnelleces particules étaient attirées les unes vers les autres, quoique très faiblement.

Les particules de la nébuleuse solaire ont commencé à se déplacer très lentement. Mais pendant longtemps, l’attraction mutuelle ressentie par ces particules grâce à la gravité a provoqué la le nuage commence à se replier sur lui-même, se rétrécissant.

Il y aurait également eu une très légère rotation globale vers la nébuleuse solaire, peut-être grâce à l’attraction gravitationnelle d’une étoile qui passe. À mesure que le nuage s’est effondré, cette rotation aurait augmenté en vitesse, tout comme un patineur artistique qui tourne de plus en plus vite en ramenant ses bras vers son corps.

Pourquoi le système solaire est-il plat ? – YouTube

Regarder dessus

À mesure que le nuage continuait de rétrécir, les particules individuelles se rapprochaient les unes des autres et avaient de plus en plus d’interactions affectant leur mouvement, à la fois en raison de la gravité et des collisions entre elles. Ces interaction a amené des particules individuelles sur des orbites inclinées loin de la direction de rotation globale du nuage à réorienter leurs orbites.

Par exemple, si une particule descendant à travers le plan orbital percutait une particule montant à travers ce plan, l’interaction aurait tendance à annuler ce mouvement vertical et réorienter leurs orbites dans l’avion.

Finalement, ce qui était autrefois un nuage amorphe de particules s’est effondré en un forme de disque. Alors les particules sur des orbites similaires ont commencé à s’agglutinerformant finalement le Soleil et toutes les planètes qui gravitent autour de lui aujourd’hui.

À des échelles beaucoup plus grandes, ce sont probablement des types d’interactions similaires qui ont fini par confiner la plupart des étoiles qui composent la Voie lactée dans le plan galactique, et la plupart des galaxies qui composent le groupe local dans le plan supergalactique.

Les orientations des plans écliptique, galactique et supergalactique remontent toutes au sens de rotation aléatoire initial des nuages ​​à partir desquels ils se sont formés.

Alors, qu’y a-t-il sous la Terre ?

Il n’y a donc rien de spécial dans la direction que nous définissons comme « vers le bas » par rapport à la Terre, mis à part le fait qu’il n’y a pas grand chose en orbite autour du Soleil dans cette direction.

Si vous allez assez loin dans cette direction, vous finirez par trouver d’autres étoiles avec leurs propres systèmes planétaires en orbite dans des orientations complètement différentes. Et si vous allez encore plus loin, vous pourriez rencontrer d’autres galaxies avec leurs propres plans de rotation.

Cette question met en évidence l’un de mes aspects préférés de l’astronomie : elle met tout en perspective. Si vous demandiez à une centaine de personnes dans votre rue : « Dans quelle direction se trouve le bas ? » chacun d’eux pointerait dans la même direction. Mais imaginez que vous posiez cette question à des gens partout sur la Terreou de formes de vie intelligentes dans d’autres systèmes planétaires ou même d’autres galaxies. Ils pointaient tous dans des directions différentes.

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