Système interne et système externe

On distingue traditionnellement deux grandes régions. Le système interne, jusqu'à la ceinture d'astéroïdes, regroupe les quatre planètes telluriques — Mercure, Vénus, Terre et Mars — petites, denses et rocheuses, séparées par des distances relativement courtes. Le système externe, au-delà, abrite les géantes gazeuses et de glace — Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune — bien plus massives mais beaucoup moins denses, espacées de distances qui se comptent en centaines de millions de kilomètres.

Cette séparation n'est pas arbitraire : elle correspond à la ligne des glaces, la distance au Soleil au-delà de laquelle il faisait, lors de la formation du système, assez froid pour que l'eau et d'autres composés volatils gèlent — expliquant pourquoi les planètes internes sont rocheuses et les externes riches en gaz et en glaces.

La ceinture d'astéroïdes

Entre Mars et Jupiter s'étend la ceinture d'astéroïdes, une région peuplée de millions de corps rocheux qui n'ont jamais réussi à s'assembler en planète, principalement à cause des perturbations gravitationnelles répétées de Jupiter, toute proche. Contrairement à sa représentation dans la culture populaire, cette ceinture est loin d'être encombrée : la distance moyenne entre deux astéroïdes de taille notable se compte en millions de kilomètres, largement de quoi laisser passer une sonde sans manœuvre d'évitement particulière.

La ceinture de Kuiper et le nuage d'Oort

Au-delà de Neptune commence la ceinture de Kuiper, un anneau glacé bien plus vaste et bien plus peuplé que la ceinture d'astéroïdes, qui abrite Pluton et plusieurs autres planètes naines, ainsi que d'innombrables petits corps glacés — vestiges de la formation du système solaire jamais intégrés à une planète.

Plus loin encore, à des distances qui pourraient atteindre une année-lumière du Soleil, se trouverait le nuage d'Oort — une vaste coquille sphérique hypothétique de corps glacés, jamais observée directement mais dont l'existence est déduite de l'orbite des comètes à longue période, qui semblent en provenir. Le nuage d'Oort marquerait la véritable limite d'influence gravitationnelle du Soleil, bien au-delà de ce qu'une vue « à l'échelle » du système solaire peut montrer d'un seul tenant.

Un système presque plat

Vue de dessus, la majorité des planètes, des astéroïdes et même de nombreuses comètes orbitent à peu près dans un même plan, appelé plan de l'écliptique — une conséquence directe du disque protoplanétaire aplati dont elles sont toutes issues. Les écarts par rapport à ce plan restent généralement faibles : moins de 4° pour la plupart des planètes, à l'exception notable de Mercure (7°).

Les objets qui s'écartent fortement de ce plan — certaines comètes à longue période, ou la planète naine Pluton, inclinée à 17° — trahissent en général une origine différente ou une histoire orbitale mouvementée, comme une capture ou une perturbation gravitationnelle ancienne.

Les lunes, des mondes à part entière

Le système solaire compte plus de 300 lunes confirmées, d'une diversité qui rivalise avec celle des planètes elles-mêmes : certaines, comme Ganymède ou Titan, sont plus grandes que Mercure ; d'autres, comme Phobos, ne sont que des blocs de roche capturés de quelques kilomètres. Plusieurs lunes glacées — Europe, Encelade, Titan, et peut-être Triton — abriteraient des océans d'eau liquide sous leur croûte gelée, faisant d'elles des cibles prioritaires dans la recherche de vie extraterrestre, parfois jugées plus prometteuses que Mars elle-même.

Contrairement aux planètes, la plupart des grandes lunes sont en rotation synchrone avec leur planète : elles mettent exactement autant de temps à tourner sur elles-mêmes qu'à en faire le tour, si bien qu'elles lui présentent toujours la même face — c'est le cas de notre propre Lune vis-à-vis de la Terre.

Europe, l'une des quatre grandes lunes de Jupiter, illustre à elle seule pourquoi certains satellites méritent d'être étudiés comme des mondes à part entière. Sa surface, l'une des plus lisses de tout le système solaire, est parcourue d'un réseau dense de failles brun-rougeâtre qui trahit une intense activité géologique passée — probablement causée par les mouvements d'une croûte de glace flottant au-dessus d'un océan liquide global, maintenu à l'état fondu par le réchauffement gravitationnel dû aux marées de Jupiter plutôt que par la lumière du Soleil, bien trop faible à cette distance.

Cet océan sous-glaciaire, estimé contenir plus d'eau liquide que tous les océans terrestres réunis, fait d'Europe l'une des cibles les plus prometteuses de la recherche de vie extraterrestre dans le système solaire — un enjeu suffisamment important pour que la NASA y ait dédié une mission entière, Europa Clipper, actuellement en route pour étudier son potentiel d'habitabilité de plus près.