Milieu interplanétaire - Définition et Explications

Le milieu interplanétaire est la matière diffuse qui constitue l'espace du système solaire et à travers laquelle se déplacent les objets et les véhicules spatiaux.

Caractéristiques physiques

Si on sait depuis longtemps que le milieu interplanétaire (Le milieu interplanétaire est la matière diffuse qui constitue l'espace du système solaire et à travers laquelle se déplacent les objets et les véhicules spatiaux.) contient de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge)....) du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée...), ses autres composantes n'étaient pas bien connues jusqu'à l'ère spatiale. Depuis que des sondes spatiales l'ont traversé, les caractéristiques du milieu interplanétaire sont mieux connues. Il est constitué :

  • d'une composante solide, poussières provenant de la nébuleuse solaire (La nébuleuse solaire est le nuage de gaz (ou disque d'accrétion) à partir duquel notre système solaire s'est formé.) originelle ainsi que de la désagrégation des comètes.
  • d'une composante gazeuse et ionisée, connue sous le nom de vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur...) solaire : il s'agit d'un plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma...) en expansion continue depuis la couronne du Soleil. Au delà de six rayons solaires, sa vitesse (On distingue :) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous...) atteint environ 400 km/s.
  • d'une composante de rayonnement électromagnétique (Un rayonnement électromagnétique désigne une perturbation des champs électrique et magnétique.), photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules...) provenant du Soleil.
  • d'une composante magnétique, provenant principalement du champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une...) du Soleil.

En outre, quelques particules fortement énergétiques peuplent le milieu interplanétaire sous la forme de rayons cosmiques. Certaines sont d'origine solaire. Les plus énergétiques proviennent de l'extérieur du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système planétaire) : les huit...) et leur origine est encore mal comprise.

Dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur,...)

La limite du système solaire est formée par la frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut fortement varier suivant les...) entre le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus...) du vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont éjectés de la haute atmosphère du Soleil. Pour les étoiles autres que le Soleil, on parle généralement de vent stellaire.) et le milieu interstellaire (En astronomie, le milieu interstellaire est le gaz raréfié qui, dans une galaxie, existe entre les étoiles et leur environnement proche. Ce gaz est habituellement extrêmement...), l'endroit où la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) due au premier devient plus faible que celle due au deuxième. On pense que cette limite, connue sous le nom d'héliopause (En astronomie, l'héliopause est la limite où le vent solaire de notre Soleil est arrêté par le milieu interstellaire.), est située entre 100 et 160 ua du Soleil. Le milieu interplanétaire remplit ainsi un volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) plus ou moins sphérique contenu dans l'héliopause appelé l'héliosphère

Propagation des ondes (La propagation des ondes est un domaine de la physique s'intéressant aux déplacements des ondes électromagnétiques dans les milieux. On distingue...) électromagnétiques

Les ondes électromagnétiques dont la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on...) est inférieure à la fréquence locale du plasma sont absorbées.

La fréquence de coupure est proportionnelle à l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que x·y = y·x =...) du carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure. Un carré est à la fois un...) de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux...) électronique. Elle se situe aux environs de 20 kHz au voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la topologie. La topologie traite plus naturellement les notions globales comme la...) de la Terre ; ainsi, aucune onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de...) de fréquence inférieure ne peut parvenir à notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique, c'est-à-dire...).

L'influence du milieu interplanétaire devient totalement négligeable au-delà de 100 MHz. Cette grande transparence (Un matériau ou un objet est qualifié de transparent lorsqu'il se laisse traverser par la lumière. Cette notion dépend de la longueur d'onde de la lumière : ainsi, le verre est transparent dans le visible (on voit à...) permet l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) astronomique des astres sur la plus grande partie du spectre électromagnétique (Le spectre électromagnétique est la décomposition du rayonnement électromagnétique selon ses différentes composantes en terme de fréquence,...).

Interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de...) avec les planètes

L'interaction entre le milieu interplanétaire et les planètes dépend de leur champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique :

  • Les planètes possédant leur propre champ magnétique (comme la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...) ou Jupiter) sont entourées d'une magnétosphère (La magnétosphère est la région entourant un objet céleste dans lequel les phénomènes physiques sont dominés ou organisés par son champ magnétique.) où ce champ est plus important que le champ magnétique solaire. Le flux du vent solaire y est dévié autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) de la magnétosphère. Une petite partie peut cependant la traverser, provoquant des aurores et remplissant les ceintures de Van Allen avec des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) ionisés.
  • Les planètes sans champ magnétique (comme la Lune) sont directement impactées par le vent solaire. En conséquence, le régolithe lunaire (Pour les homonymes, voir Pierrot lunaire, une œuvre de musique vocale d'Arnold Schönberg.) a accumulé ce genre de particules pendant des milliards d'années. Les particules les plus puissantes provoque en outre l'émission par la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre...) d'une radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple :...) très faible dans les rayons X.

Phénomènes observables

Le milieu interplanétaire est responsable de la lumière zodiacale (La lumière zodiacale est une faible lueur triangulaire qui peut être perçue sur le ciel nocturne et qui s'étend à partir des environs du Soleil le long du plan de l'écliptique (ou du Zodiaque qui lui a donné son nom).), une bande faiblement lumineuse qui peut être perçue au lever et au coucher du Soleil, le long de l'écliptique (L'écliptique est le grand cercle sur la sphère céleste représentant la trajectoire annuelle du soleil vue de la Terre. Plus précisement, il s'agit de l'intersection...). Elle est causée par la dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un milieu dispersif, c'est-à-dire dans lequel les différentes fréquences constituant l'onde...) de la lumière du Soleil par des particules de poussières du milieu interplanétaire situées entre la Terre et le Soleil.

Le gegenschein (Le gegenschein (de l'allemand pour "lueur opposée") ou lueur anti-solaire est une lueur faiblement lumineuse située dans la région de l'écliptique directement opposée au Soleil. Le phénomène fut décrit pour la...) est un phénomène similaire, situé dans la direction opposée à celle du Soleil. Moins lumineux que la lumière zodiacale, il est causé par la reflection de la lumière du Soleil par des particules de poussières situées au-delà de l'orbite terrestre (Une orbite terrestre est une orbite située autour de la Terre. La Lune, le seul satellite naturel de la Terre, est située sur une orbite terrestre. Les satellites artificiels sont placés en orbite terrestre et les sondes spatiales...).

L'interaction entre le vent solaire, le champ magnétique terrestre (La Terre possède un champ magnétique produit par les déplacements de son noyau externe – composé essentiellement de fer et de nickel en fusion conducteurs – qui se comporte comme une...) et la haute atmosphère de la Terre (L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse entourant la Terre solide. L'atmosphère sèche est constituée de 78,11 % d'azote, 20,953 % d'oxygène et de 0,934 % d'argon pour les gaz majeurs....) provoque les aurores polaires. D'autres planètes possédant un champ magnétique important, comme Jupiter, possédent des aurores polaires.

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