Les planètes du système solaire peuvent-elles s'aligner ?
Il s'agit là d'une question récurrente de l'astronomie. Peut-on espérer voir un jour, toutes les planètes du système solaire s'aligner comme dans les films ? Et si oui, qu'elles en seraient les conséquences pour la Terre ?
Depuis 1619 et la publication des lois de Kepler, il est possible de calculer plusieurs siècles à l'avance, la position des planètes autour du Soleil. D'ailleurs aujourd'hui, de nombreux logiciels d'astronomie vous donnent ces informations, qui n’ont donc rien de secrètes ...
Pour mémoire, voici les périodes de révolution des planètes autour du Soleil : Mercure : 88 jours, Vénus : 224 jours, Terre : 365 jours, Mars : 686 jours, Jupiter : 12 ans, Saturne : 29 ans, Uranus : 84 ans, Neptune : 165 ans.
Comme les planètes tournent autour du Soleil à des vitesses différentes, elles sont amenées à se rattraper les unes les autres, comme les coureurs d’athlétisme autour d'un stade. Les quatre planètes les plus proches du Soleil se croisent régulièrement, car leurs périodes de révolution sont courtes. Mercure par exemple, double la Terre quatre fois pas an ! En revanche, pour les planètes les plus lointaines, leurs périodes de révolution sont beaucoup plus longues. Elles se croisent donc plus rarement.
PÉRIODE DE RÉVOLUTION SYNODIQUE
L'intervalle de temps dont une planète à besoin pour en croiser une autre est appelé période de révolution synodique. Elle se calcule facilement avec la formule suivante :
1/Ps = (1/Pt)-(1/Pp)
dans laquelle Ps représente la période de révolution synodique, Pt et Pp représentent les périodes de révolution sidérales des deux planètes pour lesquelles on recherche la période synodique.
Dans le cas de la Terre et Mars, on obtient : 1/Ps = (1/365)-(1/686)=780 jours.
Ainsi, la Terre prend un tour à Mars tous les 780 jours. Déterminons maintenant le cas le plus extrême : la période synodique entre les deux dernières planètes, les plus lentes : Uranus et Neptune.
On obtient : 1/Ps=(1/84)-(1/165)=171 ans.
L'alignement de tous les planètes ne serait donc possible, au minimum, tous les 171 ans, lorsque Uranus et Neptune se doublent. Cela supposerait donc qu'au moment où ces deux dernières planètes se croisent, les autres planètes se croisent également au même instant ! Scénario certes, très spectaculaire au cinéma, mais très peu probable dans la réalité.
Afin de savoir au bout de combien de temps les 8 planètes peuvent s'aligner, il faut rechercher le plus petit commun multiple des périodes synodiques. L'IMCCE (Institut de Mécanique Célestes et de Calculs des Éphémérides) de l’Observatoire de Paris a réalisé ce calcul. Cela nous donne 147 milliards d'années !
En théorie, les 8 planètes de notre système solaire ont donc la possibilité de s'aligner au moins une fois tous les 147 milliards d'années. Or, l'espérance de vie du système solaire est liée à l'espérance de vie du Soleil, soit 10 milliards d'années. Comme ce dernier en est déjà à la moitié de sa vie, on comprend que l'alignement des 8 planètes est quasi-impossible.
INCLINAISON DES ORBITES PLANÉTAIRES
Mais il est également nécessaire de rappeler que les orbites des planètes ne sont pas contenues dans le même plan.
Pour mémoire, voici les inclinaisons des orbites planétaires par rapport à l'orbite terrestre, également appelé plan de l'écliptique : Mercure : 7° - Vénus : 3,39° - Mars : 1,85° - Jupiter : 1,30° - Saturne : 2,48° - Uranus : 0,77° - Neptune : 1,77°.
Ainsi, même si les planètes s'alignaient, elles ne pourraient pas l'être rigoureusement. Certaines seraient situées au-dessus ou au-dessous du plan de l'écliptique.
Bien qu'il soit impossible de voir les 8 planètes du système solaire s'aligner en même temps, on peut tout de même rechercher les regroupements les plus favorables pour les cinq planètes visibles à l’œil nu (on exclut Uranus et Neptune, les planètes les plus éloignées du Soleil, et par conséquent les plus lentes).
Cette recherche a été effectuée sur une période allant de 4000 av J.-C à 2750 après J.-C, par Jerard V. Uptain. Le tableau ci-dessous, publié* en 1997, donne les regroupements dont les distances angulaires entre les planètes sont inférieures à 10°. En clair, les 5 planètes sont visibles en même temps dans le ciel dans un angle de moins de 10°, ce qui correspond à 20 fois le diamètre de la pleine lune.
Le rapprochement le plus intéressant a eu lieu le 27 février -1952 (1953 av J.-C), il y a pratiquement 4000 ans, lorsque les planètes Mercure, Vénus, Mars et Saturne étaient regroupées dans un angle de moins d'un degré ! Jupiter se situait à ce moment là à 4° de cette magnifique conjonction, qui reste certainement le rapprochement le plus spectaculaire connu à ce jour.
Le prochain rapprochement intéressant aura lieu le 8 septembre 2040. Les 5 planètes seront alors regroupées dans le ciel sous un angle de 10°.
QUELLES CONSÉQUENCES POUR LA TERRE ?
A l’échelle astronomique, la seule force dominante est la gravitation. Cette force est extrêmement faible, et ne fait ressentir ses effets que sur des masses très élevées. Elle fut déterminée par Isaac Newton en 1687, et s'exprime ainsi : la gravitation est proportionnelle à la masse et inversement proportionnelle au carré de la distance.
Autrement dit, plus un objet a une masse important, plus il développe une force d’attraction. Tous nos objets du quotidien « tombent », car ils sont attirés par la Terre, qui elle-même est attirée par le Soleil.
Dans le système solaire, hormis le Soleil, l’objet le plus massif est Jupiter. En effet, si on additionne la masse des 7 autres planètes, on obtient environ 40% de la masse de Jupiter. En conséquence, si un objet doit avoir une quelconque influence gravitationnelle sur la Terre, c’est Jupiter.
Cependant, la même loi de la gravitation est inversement proportionnelle au carré de la distance. Ainsi, pour chaque unité de distance parcourue, la gravitation diminue avec cette unité de distance élevée à la puissance 2. Prenons un exemple : pour une distance qui augmente de 2 unités, la gravitation diminue de 2² (2x2) donc 4 unités. Pour une distance qui augmente de 4 unités, la gravitation diminue de 4² (4x4) soit 16 unités. L’attraction diminue donc très rapidement au fur et à mesure que la distance entre les objets augmente.
Lorsque Jupiter est au plus près de la Terre, sa distance est de 628 millions de km. Il est donc 1652 fois plus loin que la Lune (distance moyenne Terre-Lune : 380 000 km). C’est donc bien la proximité de la Lune, bien plus que sa masse (1% de celle de la Terre) qui provoque les marées. Pour Jupiter, son influence gravitationnelle sur la Terre soulève les océans d’à peine 1 millimètre ! Autant dire, rien du tout …
Comme nous l’avons vu plus haut, la masse des autres planètes est quasi négligeable face à celle de Jupiter. Ainsi, même si un alignement planétaire devait se produire, il n’aurait aucune conséquence sur notre planète.
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*publié dans Mathematical Astronomy MORSEL par J. Meeus.
Médiateur scientifique professionnel, conférencier, auteur et astrophotographe, Sébastien Beaucourt pratique l'astronomie depuis plus de 20 ans.