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Posté par Michel le Vendredi 10/06/2011 à 00:00
Quand Jupiter était à la place de Mars
Un nouveau scénario décrivant une étape-clé dans la formation du système solaire vient d'être proposé par une collaboration franco-américaine impliquant des chercheurs du CNRS, des universités de Nice et de Bordeaux 1 (1). Selon ce modèle, Jupiter aurait migré vers le Soleil (Soleils est une association à but humanitaire implantée sur le campus de Supélec (École Supérieure d'Electricité).) jusqu'à la position de Mars aujourd'hui avant de rejoindre sa position actuelle, bien plus lointaine. Les chercheurs expliquent ainsi la formation de la ceinture d'astéroïdes ainsi que les différences de taille entre les planètes telluriques (Mercure, Vénus, la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...) et Mars). Les scientifiques s'attèlent désormais à intégrer dans ce scénario Uranus et Neptune qui sont les planètes les lointaines du système solaire. Leurs travaux viennent d'être publiés en ligne sur le site de Nature (parution papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est considéré comme un matériau de base...) prévue à partir de juillet 2011).

Pourquoi Mars, planète voisine de la Terre, est-elle dix fois moins massive (Le mot massif peut être employé comme :) que celle-ci ? La question est demeurée longtemps sans réponse tellement il était difficile de reproduire la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse...) de Mars dans les simulations. Grâce aux récents progrès dans ce domaine, un chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur...) américain du nom de Brad Hansen a proposé en 2009 un modèle reproduisant les conditions initiales de formation des planètes telluriques. Celles-ci seraient nées d'un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) de matière large de 0,3 unité astronomique (1 UA représente la distance Terre-Soleil) qui s'étendrait de 0,7 à 1 UA. Le centre de ce disque, là où se concentre la matière, contiendrait les briques de construction pour Vénus et la Terre, les planètes telluriques les plus grandes du système solaire. Les bords interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée...) et externe auraient respectivement généré Mercure et Mars. Mais ce modèle ne prend pas en compte l'existence, au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des mammifères qui...) du système solaire, de matière planétaire au-delà de Mars, où se trouvent la ceinture d'astéroïdes (située entre 2 et 4 UA) et les quatre planètes géantes (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune ; entre 5 et 30 UA).

L'étude des exoplanètes a révélé que certaines planètes géantes peuvent migrer à proximité de leur étoile. Se basant sur cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...), Alessandro Morbidelli et ses collègues ont émis l'hypothèse que les planètes géantes de notre système solaire (Jupiter et Saturne) avaient bougé au sein du système solaire, avant la formation des planètes telluriques. Les chercheurs se sont appuyés sur les travaux de Hansen pour construire le scénario suivant: avant la formation de Saturne, Jupiter aurait migré vers le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine...) jusqu'à la position actuelle de Mars (à 1,5 UA du Soleil). Il aurait alors poussé ou éjecté toute la matière située sur son chemin, donnant naissance au disque de matière « tronqué » large de 0,3 UA, avec un bord externe à 1 UA (conformément aux travaux de Hansen). Puis, Saturne, une fois formée, se serait à son tour déplacée vers le Soleil. Sous son « influence », Jupiter aurait « viré de bord » pour migrer jusqu'à rejoindre sa position actuelle (aux alentours de 5 UA du Soleil), au-delà de la ceinture d'astéroïdes.

Grâce à de nombreuses simulations numériques, les scientifiques ont démontré que les migrations de Jupiter et Saturne étaient compatibles avec la formation de la ceinture d'astéroïdes, entre Mars et Jupiter. De plus, ils sont parvenus à expliquer la cohabitation de deux types d'astéroïdes dans cette ceinture: certains sont des objets très secs, d'autres riches en eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.). Selon le scénario de « grande virée de bord », Jupiter aurait intercepté deux populations de petits corps lors de ses migrations. Ceux aujourd'hui situés dans la partie interne de la ceinture d'astéroïdes proviendraient de la zone entre 1 et 3 UA du Soleil, tandis que ceux localisés dans sa partie externe seraient issus d'une région distincte située au-delà de 5 UA.

« Ce modèle implique que les planètes géantes de notre système solaire se sont déplacées de façon significative tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) comme les planètes observées autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les...) d'autres soleils », explique Sean Raymond. Autre aspect important: ce nouveau modèle permet d'expliquer les tous premiers millions d'années de notre système solaire, une histoire qui comportait un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'énigmes sans réponse jusqu'à présent. Les scientifiques tentent désormais d'inclure dans ce scénario la formation d'Uranus et de Neptune.

Notes:

(1) En France, les laboratoires impliqués sont: Laboratoire « Cassiopée Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des...), Sciences Mécaniques et Analyse des Données » (CNRS/Université de Nice) à l'Observatoire de la Côte d'Azur ainsi que le Laboratoire d'astrophysique de Bordeaux (CNRS/Université Bordeaux1) à l'Observatoire aquitain des sciences de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.).


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Source: CNRS