Le nuage zodiacal

Le Nuage zodiacal est formé de l'ensemble des poussières que l'on rencontre dans l'espace interplanétaire. Ces poussières sont pour l'essentiel amassées à proximité du plan de l'écliptique. Le Nuage zodiacal a donc une forme à peu près lenticulaire. Il est également structuré radialement, avec des zones plus ou moins peuplées. Certaines de ces zones se superposent à celles de la ceinture principale d'astéroïdes, et peuplent l'espace sur des orbites qui sont aussi associées à celles de diverses familles d'astéroïdes. On connaît également une concentration de poussières dont la période orbitale est exactement le double de celle de la Terre, ce qui suggère l'influence des perturbations gravitationnelles de notre planète sur les poussières des régions internes du Système solaire. Au total, si les poussières n'étaient pas aussi diluées (elle sont séparées en moyenne d'une distance de 10 km environ), elles constituerait autour du Soleil une sorte de système d'anneaux, comparables à ceux qui entourent les planètes géantes.

La durée de vie d'une poussière dans l'espace interplanétaire est limitée. Parfois parce que simplement sa route croise celle d'une planète, et quand il s'agit de la Terre, la combustion de la poussière dans la haute atmosphère donne naissance à une étoile filante. Mais le véritable facteur de dépeuplement du Nuage zodiacal c'est l'interaction de la lumière solaire avec les grains de poussière. Elle conduit à terme, selon leur taille à leur expulsion du Système solaire, ou à leur chute dans le Soleil. Dans ce dernier cas, on parle de l'effet Poynting-Robertson.

L'effet Poynting-Robertson correspond à combinaison de deux facteurs sur le déplacement des poussières interplanétaires. Il y a d'une part la pression de radiation que les photons émis par le Soleil imposent à ces poussières et qui les repoussent. Et d'autre part le phénomène d'aberration de la lumière, qui fait que la direction des impacts des photons sur les poussières n'est pas perpendiculaire à leur orbite, mais légèrement inclinés. Il s'ensuit que les grains de lumière font finalement obstacle aux grains de poussière. Les poussières soumises à l'effet Poynting-Robertson resserrent alors leur orbite autour du Soleil en s'accélérant (autrement dit, elles "tombent"), jusqu'à leur vaporisation et leur engloutissement par notre étoile. L'effet Poynting-Robertson est également la cause de l'augmentation de l'excentricité et de l'inclinaison des orbites des poussières, et partant de l'étalement du Nuage zodiacal.

Les poussières, formées de silicates (olivine, pyroxène), proviennent surtout de la désagrégation progressive des noyaux cométaires, et leur rencontre avec la Terre est à l'origine des essaims d'étoiles filantes. Beaucoup, comme celles associées aux familles d'astéroïdes, sont également produites lors des collisions entre astéroïdes, météoroïdes, voire lors d'impact de ces derniers corps avec les surfaces planétaires. Ces poussières là, si elles croisent l'orbite de la Terre, donneront plutôt naissance à des étoiles filantes sporadiques, ou à des bolides, pour les plus grosses. Dans tous les cas, elles ne sont associées à aucune "pluie". Quelques poussières proviennent également de l'espace interstellaire.

Quelle que soit leur origine, ces poussières peuvent avoir des dimensions assez diverses. Certaines ne sont formées que d'un petit nombre de molécules, d'autres on la taille d'un centième à un dixième de millimètre, comme les poussières ordinaires (on peut aussi les définir comme des micro-météoroïdes), et celles qui sont encore un peu plus grosses prennent déjà le nom de météoroïdes.

Le nuage zodiacal peut s'observer à l'oeil sous la forme d'une lueur connue sous le nom de lumière zodiacale.