à la découverte des planètes

Les élèves jouent et apprennent les propriétés principales des différentes planètes du Système solaire et leur position par rapport au Soleil.

• Les élèves sont capables de décrire ce qu’est le Système solaire
• Les élèves sont capables de citer les propriétés principales des différentes planètes du Système solaire et de les classer parmi les planètes rocheuses ou gazeuses.
• Les élèves sont capables de nommer les planètes dans l’ordre par rapport à leur distance du Soleil.

• Le professeur discute avec les élèves les couleurs choisies pour colorier les planètes.
• Les élèves expliquent comment les couleurs choisies se rapportent aux propriétés des planètes qu’ils ont découvertes pendant l’activité. Par exemple : Venus à une température très élevée donc Venus pourrait être coloriée en rouge.
• Demandez aux élèves de nommer les planètes du Système solaire, dans l’ordre depuis le Soleil.

• Jeu de carte PDF (un jeu par groupe)
• Modèles du Soleil et de la Terre (matériel de la boite éducative « Universe in a Box » ou autre)
• Des crayons de couleur ou feutres (un paquet par groupe)
• Des ciseaux (un par élève)
• Photos du Système solaire PDF (un jeu par groupe)

Introduction

Le Système solaire dans lequel nous vivons, est formé du Soleil, son étoile centrale, huit planètes avec leurs lunes et plusieurs planètes naines. Avec des centaines de milliers d’astéroïdes (des roches de la taille de petits cailloux à celle d’une petite planète) et les comètes, ces objets célestes orbitent autour du Soleil. La Terre est une planète très spéciale parmi ces objets. C’est notre maison ! Pour comprendre ce qui la rend unique, les élèves doivent comparer la Terre aux autres planètes du Système solaire. La Terre est située à peu près à 150 million de kilomètres du Soleil, ce qui lui permet d’avoir une température idéale pour que de l’eau liquide soit présente à sa surface, ce qui n’est pas le cas des autres planètes. L’existence d’eau liquide sur une planète est une condition essentielle au développement de la vie !

Le Système solaire fait partie de la galaxie de la Voie Lactée, un groupement d’environ 200 milliard d’étoiles qui sont organisées en une spirale, accompagnée de gaz et de poussières. Des milliards de ces étoiles ont des planètes qui ont à leur tour, des lunes. Ce nombre élevé de planètes suggère que nous ne sommes probablement pas seuls dans la Voie Lactée, mais les distances entre les étoiles sont si grandes que visiter un autre monde serait très difficile.

Crédit: Wikimedia Common / Nick Risinger / NASA / JPL

Même l’étoile la plus proche de nous, Proxima Centauri, est à 4,22 années lumières (soit plus de 40 milliard de kilomètres). C’est tellement loin qu’un voyage jusqu’à l’étoile prendrait plusieurs générations.

Credit: UNAWE / C.Provot

Les planètes qui orbitent autour d’étoiles autres que notre Soleil sont appelées des planètes extrasolaires ou exoplanètes. Les astronomes ont déjà découvert plus de 2000 de ces exoplanètes et en découvrent d’autres très régulièrement. Les planètes du Système solaire peuvent être catégorisées en deux types différents : les planètes rocheuses qui sont les plus proches du Soleil et ont une surface solide et les géantes gazeuses qui sont plus loin du Soleil, sont plus massives et sont composées majoritairement de gaz. Mercure, Venus, la Terre, et Mars font partie de la première catégorie. Jupiter, Saturne, Uranus, et Neptune sont des planètes gazeuses. Entre Mars et Jupiter se trouve la ceinture d’astéroïdes qui entoure le Soleil comme une bague. La ceinture est composée de milliers de petits et larges rochers. Les plus grands d’entre eux ont la taille d’une petite planète et ont leurs propres noms. Par exemple, Cérès est tellement grand qu’il est considéré comme une planète naine.

Les planètes

Les planètes sont des objets ronds qui orbitent autour d’une étoile. Les planètes naines sont aussi sphériques et orbitent autour d’une étoile mais leur masse est faible et leur gravité ne leur permet pas d’attirer des roches dans leur voisinage. Cinq planètes naines ont été identifiées (en 2016) : Cérès, Pluton, Haumea, Makemake and Eris.

Les lunes sont souvent sphériques, selon leur taille, mais elles orbitent autour de planètes.

Chaque planète de notre Système solaire a des caractéristiques bien précises. Les principales caractéristiques sont expliquées ci-dessous. Les petites planètes proches du Soleil sont faites de matériel solide, alors que les larges planètes plus éloignées du Soleil sont composées principalement de gaz. Ceci n’est pas nécessairement vrai pour les planètes qui orbitent autour d’autres étoiles. Certaines ont des planètes comme Jupiter beaucoup plus proche d’elles que Mercure est éloignée du Soleil dans le Système solaire.

Les planètes rocheuses

Les quatre planètes rocheuses (Mercure, Vénus, la Terre, et Mars) sont très denses (solides) et comparativement très petites. Leurs atmosphères sont très fines ou non existantes (Mercure), à l’exception de Vénus.

Mercure

Mercure est la planète la plus proche du Soleil. Elle n’a pas d’atmosphère et sa surface solide, comme celle de notre Lune, est couverte de cratères. Mercure fait le tour du Soleil en 88 jours et n’a pas de lune. Il y a des différences de température extrêmes à sa surface : 380 degrés du côté du Soleil et -180 degrés du côté à l’ombre ! Cela est dû au fait que le jour et la nuit changent très lentement à cause de sa faible vitesse de rotation. Il n’y a pas d’atmosphère pour capturer la chaleur pour la nuit.

Crédit : NASA

Vénus

Vénus est à peu près aussi large que la Terre. Le dioxyde de carbone (un gaz à effet de serre) constitue 99% de son atmosphère. La lumière du Soleil est alors piégée dans cette serre géante. Qu’il fasse jour ou nuit, il fait toujours chaud sur Vénus : presque 500°C ! Alors que les autres planètes du Système solaire tournent dans la même direction, dans le sens contraire des aiguilles d’une montre, Vénus tourne dans le sens contraire, celui des aiguilles d’une montre.

Credit: NASA

La Terre

La Terre est la seule planète du Système solaire qui a de l’eau liquide à sa surface, une quantité significative d’oxygène dans son atmosphère et des températures modérées. La Terre orbite autour du Soleil en une année. Son axe stable (incliné à 23°) permet d’y avoir des saisons. De plus, la Terre est le seul objet céleste connu qui abrite la vie.

Crédit : NASA

Mars

Mars fait la moitié de la taille de la Terre. Sa couleur rouge est due à la présence de fer oxydé (rouille). Mars possède une atmosphère très fine, qui est composée principalement de dioxyde de carbone. Une de ses principales caractéristiques est qu’il est composé de dioxyde de carbone. Mars possède de nombreux volcans éteints, qui atteignent des hauteurs de plus de 22 000 mètres ! Mars a deux petites lunes et fait le tour du Soleil en deux fois plus de temps que la Terre. Comme la Terre, Mars a aussi des saisons, et son axe de rotation est aussi incliné.

Crédit: NASA

Les planètes gazeuses

Les planètes gazeuses sont appelées ainsi parce qu’elles sont composées principalement de gaz. Elles sont très grosses, possède un petit noyau dur, et une atmosphère très épaisse.

Jupiter

Jupiter est la plus grande des planètes de notre Système solaire. Comme toutes les planètes géantes, elle est principalement composée de gaz et possède un petit noyau solide et un fin système d’anneaux. Elle a un point rouge remarquable à sa surface et une taille deux fois plus grande que celle de la Terre. Ce point rouge est un cyclone géant qui fait rage depuis 400 ans. Jupiter a au moins 67 lunes (en 2016) et est composée principalement d’hydrogène et d’hélium.

Crédit: NASA

Saturne

Saturne est entouré de larges anneaux. On l’appelle parfois d’ailleurs “Le seigneur des anneaux”. Ces anneaux consistent en de nombreux petits grains de glace. L’atmosphère de Saturne a une densité faible : c’est la seule planète du Système solaire qui pourrait flotter sur l’eau ! Saturne possède de nombreuses lunes : plus de 60 (62 découvertes en 2016) et d’autres objets non nommés.

Crédit: NASA

Uranus

Uranus possède quelques anneaux fins. Sa surface a l’air très douce et ne montre pas de structure. Uranus a 27 lunes connues en 2016.

Crédit: NASA

Neptune

La surface de Neptune est bleue, comme celle d’Uranus. Des nuages blancs flottent à sa surface à la vitesse de plus de 1000 km/h. La trajectoire de Neptune croise parfois l’orbite de la planète naine Pluton. La planète possède un fin réseau d’anneaux et 14 lunes connues en 2016.

Crédit: NASA

Planète naine : Pluton

Pluton est composé de glace et de roche. En 2006, des astronomes ont décidé que Pluton ne devait plus être classé parmi les planètes mais seulement comme une planète naine, même si elle est sphérique. A cause de sa faible masse, elle ne peut pas attirer de petites roches à sa proximité, comme les planètes le font. Pluton a une grande lune et deux petites. En 2016, il y a quatre autres planètes considérées comme des planètes naines et qui pourraient être ajoutées au jeu de carte comme des égaux à Pluton : Cérès, Haumea, Makemake, et Eris.

Évolution des connaissances sur le Système solaire

La recherche en astronomie et ses outils évoluent et s’améliorent très rapidement. Notre connaissance de l’espace, dont celle de notre Système solaire est très étendue mais encore incomplète et est constamment en train de s’enrichir. Les données présentées dans cette activité pourraient devenir incomplètes ou incorrectes dans le future. Ceci peut être illustré par Pluton, qui a longtemps été considéré comme la neuvième planète du Système solaire pendant des années et qui est aujourd’hui classée parmi les planètes naines.

Préparation

• Imprimez le jeu de carte en PDF, un jeu par groupe. Imprimez sur les deux faces. Coupez les cartes selon les lignes prévues.
• Imprimez les photos du Système solaire, un jeu par groupe. Coupez-les séparément.
• Séparez les élèves idéalement en groupes de 10

Activité

Etape 1 : identifier les planètes

• Demandez aux élèves d’identifier les photos des planètes : quelle est la planète correspondante à chaque photo ?
• Laissez les élèves classer les photos du Soleil et des planètes dans l’ordre de distance par rapport au Soleil. Montrez l’ordre correcte aux élèves.

Etape 2 : colorier les planètes

Ensuite, les élèves colorient les images du jeu de carte. Demandez aux élèves de choisir une carte et de la colorier. Quelles caractéristiques doivent être prises en compte ?

Etape 3 : jouer !

• Au dos de chaque carte, il y a un résumé des plus remarquables propriétés de chaque planète et du Soleil. Au bas de la carte, il y a une question, dont la réponse est le nom d’un autre objet céleste du Système solaire.
• Mélangez les cartes et donnez une carte à chaque élève.
• Demandez aux élèves de lire et de comprendre les propriétés exactes de « leur » objet céleste.
• L’élève qui a la carte du Soleil lit sa question marquée au bas de sa carte à haute voix. La réponse doit être donnée seulement pas l’élève qui possède la carte représentant l’objet réponse. Ensuite, cet élève lit à son tour la question au bas de sa carte.
• Le jeu se termine lorsque le tour revient à l’élève qui tient la carte du Soleil.

Etape 4 : l’ordre et la taille des planètes

• Afin de mieux mémoriser l’ordre des huit planètes de notre Système solaire, utilisez un moyen mnémotechnique comme : Mon Vieux Toutou Médor Joue Sur Un Nuage, MEs Vieilles Tortues MArchent Justement Sur Un Ninja, ou inventez le vôtre.
• Si vous avez un modèle de Système solaire à disposition, utilisez-le pour montrer à vos élèves les différentes tailles des planètes.
• Donnez le sentiment des distances comparatives des planètes par rapport au Soleil et leur taille en montrer cette vidéo : « How big is the Solar System ? » (Quelle est la taille du Système solaire ?) https://www.youtube.com/watch?v=MK5E_7hOi-k Et pour des élèves plus âgés : « To Scale: The Solar System » (Pour évaluer la taille du Système solaire » https://www.youtube.com/watch?v=zR3Igc3Rhfg

Space Awareness curricula topics (EU and South Africa)

Our wonderful Universe, Notre merveilleux Univers