Il n'est pas possible de peser les planètes. Les scientifiques parviennent pourtant à estimer leur masse. Comment fait-on ?

Jupiter est la plus massive de toutes les planètes du système solaire : on sait que sa masse équivaut à 1 898 130 000 000 000 000 000 000 000 kilogrammes. Le nombre est impressionnant, mais le plus intriguant n’est-il pas d’avoir réussi à estimer une telle masse ? Puisqu’on ne peut pas « peser » une planète, comment les scientifiques s’y prennent-ils pour estimer sa masse ?

« Pour peser une planète, les scientifiques ont besoin de deux choses : combien de temps des objets mettent à faire une orbite autour de la planète et à quelle distance ces objets sont de la planète. Le temps qu’il faut à un objet pour faire une orbite autour d’une planète dépend de sa distance à la planète et de la masse de la planète », résume la Nasa sur son site Space Place.

Jupiter et ses lunes galiléennes. // Source : Wikimedia/CC/Nasa

La masse d’une planète peut être estimée en utilisant l’attraction gravitationnelle qu’elle exerce sur ses lunes ou sur un vaisseau qui s’en approche. « Plus la planète est lourde, plus elle tire sur les objets proches », complète la Nasa.

L’agence spatiale utilise une image pour aider à mieux comprendre cette façon de mesurer la masse des planètes. Lorsque l’on monte sur une échelle, ici sur Terre, on peut se rendre compte à quel point la planète nous attire vers elle. « Si vous montiez sur une échelle sur une autre planète, cela indiquerait quelque chose de différent de ce qui se passe ici », écrit la Nasa. Puisque les autres planètes n’ont pas la même masse que la Terre, l’attraction gravitationnelle ne serait pas la même.

Pourquoi parle-t-on de masse et non de poids ?

Un objet de 45 kilogrammes sur Terre représenterait environ 17 kilogrammes sur Mercure. Mercure est moins massive que la Terre : la planète attirerait moins cet objet vers elle. Le même objet, sur Jupiter, équivaudrait quant à lui à 115 kilogrammes. « Le poids d’un objet dépend de sa masse et de la force exercée par la gravité. […] C’est pourquoi un même objet pèse des quantités différentes sur des planètes différentes », résume la Nasa.

Le poids d’un même individu change sur la Terre et Mars, mais pas sa masse. // Source : Space Place Nasa (image recadrée)

Les scientifiques préfèrent donc parler de masse plutôt que de poids lorsqu’il est question de planètes. La masse d’un objet ne change pas, peu importe la planète considérée. Un même individu sur Mars ou Jupiter a une masse identique à celle qu’il a sur la Terre.

Quelle est la masse des planètes du système solaire ?

Le tableau suivant donne la masse de chacune des planètes du système solaire, de la moins massive à la plus massive. Il indique également la masse relative de chacune des planètes, par rapport à la Terre.

Planète Masse en kilogrammes Masse relative par rapport à la Terre
Mercure 330 104 000 000 000 000 000 000 0,0553
Mars 641 693 000 000 000 000 000 000 0,107
Vénus 4 867 320 000 000 000 000 000 000 0,815
Terre 5 972 190 000 000 000 000 000 000 1
Uranus 86 810 300 000 000 000 000 000 000 14,5
Neptune 102 410 000 000 000 000 000 000 000 17,1
Saturne 568 319 000 000 000 000 000 000 000 95,2
Jupiter 1 898 130 000 000 000 000 000 000 000 318

Voilà comment les scientifiques ont réussi à estimer la masse de chacune de ces planètes. Savez-vous également pourquoi les planètes sont rondes ?

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