Mercure, Mars, Vénus, la Terre: le choc des planètes !
Publié par Michel le 11/06/2009 à 00:00
Source: CNRS / INSU - Observatoire de Paris
Illustrations: Vue d'artiste: J. Vidal-Madjar), © IMCCE-CNRS ; Simulations: © IMCCE (Observatoire de Paris/UPMC/INSU-CNRS).
Des collisions entre Mercure, Mars, Vénus et la Terre sont-elles envisageables ? Pour répondre à cette question, l'équipe de l'Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (Observatoire de Paris/UPMC/INSU-CNRS) menée par l'astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) Jacques Laskar vient de réaliser une étude statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon. D'une façon générale, c'est le résultat de...) inédite sur l'évolution du Système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit,...). Dans 1 % des cas environ, les calculs conduisent à des collisions entre planètes ou entre une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre...) et le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification...) en moins de 5 milliards d'années. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature datée du 11 juin 2009.


Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :) d'une collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) Vénus-Terre.

Le problème de la stabilité du Système solaire est l'un des plus vieux problèmes de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...). Il a été posé par Isaac Newton (Sir Isaac Newton était un philosophe, mathématicien, physicien et astronome anglais né le 4 janvier 1643 du calendrier grégorien[1] au manoir de Woolsthorpe près de...) après l'énonciation de sa loi de l'attraction universelle: la gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) est une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) responsable aussi bien de la chute des corps que du mouvement des corps célestes. Si l'on considère une planète unique 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 5...) du Soleil, on retrouve bien le mouvement elliptique décrit par Kepler. Cependant, dès que plusieurs planètes orbitent autour du Soleil, elles sont soumises à leur attraction mutuelle qui vient perturber leur mouvement. Jusqu'à très récemment, les scientifiques ont accepté une image régulière et quasi périodique du mouvement des planètes, ne permettant ni les collisions ni les rencontres proches.

Il y a tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) juste 20 ans et grâce à des calculs précurseurs sur ordinateurs, Jacques Laskar a montré qu'au contraire, le mouvement du Système solaire est chaotique. Dès lors, il est devenu impossible de prédire le mouvement des planètes sur une durée de plus de quelques dizaines de millions d'années (Ma). De plus, il n'est plus possible de calculer une seule orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) du mouvement pour répondre à la question de la stabilité du Système solaire, c'est à dire décider si une collision d'une planète avec une autre ou avec le Soleil est possible en moins de 5 milliards d'années (ou 5 Ga), date à laquelle le Soleil parviendra à la fin de sa vie (La vie est le nom donné :) en devenant une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.). En 1994, Jacques Laskar, dans une première étude à long terme, a montré que la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information),...) chaotique de l'orbite de Mercure est telle qu'une rencontre proche ou une collision avec Vénus est possible en moins de 5 Ga. Pour parvenir à ce résultat, il a utilisé des équations moyennées permettant de diviser par plus de 1 000 les temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de calculs. Cependant, cette approximation (Une approximation est une représentation grossière c'est-à-dire manquant de précision et d'exactitude, de quelque chose, mais encore assez significative...) n'est plus valable au voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la topologie. La topologie traite plus naturellement les notions globales comme la continuité qui...) de la collision.

Une étude statistique sur un modèle complet, sans moyennisation et incluant les contributions de la relativité générale (La relativité générale, fondée sur le principe de covariance générale qui étend le principe de relativité aux...) s'est donc révélée nécessaire. Elle est décrite dans le numéro de Nature du 11 juin 2009. Grâce aux calculs précédemment effectués, il est apparu qu'il fallait réaliser un très grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de simulations du mouvement du Système solaire sur 5 Ga, car l'estimation de la probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un évènement. En mathématiques,...) recherchée est faible. Ainsi, pour obtenir une étude statistique significative, l'équipe dirigée par Jacques Laskar et Mickael Gastineau (Observatoire de Paris/UPMC/INSU-CNRS) ont calculé plus de 2 500 trajectoires d'un modèle réaliste du Système solaire, comprenant la relativité générale et la contribution de la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de...).


Exemple d'évolution à long terme des orbites des planètes telluriques:
Mercure (blanc), Vénus (vert), 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...) (bleu), Mars (rouge).
Le temps est indiqué en milliers d'années (kyr).
(a) Au voisinage de l'état actuel, les orbites se déforment sous l'influence des perturbations
planétaires, mais sans permettre de rencontres proches ou de collisions.
(b) Dans près de 1% des cas, l'orbite de Mercure peut se déformer suffisamment pour permettre
une collision avec Vénus ou le Soleil en moins de 5 Ga.
(c) Pour l'une des trajectoires, l'excentricité (Cet article décrit l'excentricité en mathématiques et en psychologie.) de Mars augmente suffisamment pour permettre
une rencontre proche ou une collision avec la Terre.
(d) Ceci entraîne une déstabilisation des planètes telluriques qui permet aussi une collision
entre Vénus et la Terre.
Cliquer sur l'image pour l'agrandir

Chaque solution nécessitant près de 4 mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) de calcul, les chercheurs ont dû rassembler une très grande puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) de calcul, notamment grâce à la mise en place de la nouvelle machine JADE (Le jade est une pierre gemme très dure et tenace employée en ornementation et en joaillerie.) du Centre Informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de...) National de l'Enseignement (L'enseignement (du latin "insignis", remarquable, marqué d'un signe, distingué) est une pratique d'éducation visant à développer les connaissances d'un élève par le biais de communication verbale et...) Supérieur (C.I.N.E.S) pour mener à bien ce travail et trouver les 7 millions d'heures (L'heure est une unité de mesure  :) de calcul nécessaires. Les 2 500 solutions trouvées sont compatibles avec notre connaissance actuelle du Système solaire. Dans la majorité des cas, celui-ci continue d'évoluer comme dans les quelques millions d'années les plus récentes: les orbites planétaires se déforment et précessent (à savoir qu'elles effectuent de lents mouvements) sous l'influence des perturbations mutuelles des planètes mais sans possibilité de collisions ou d'éjection de planètes hors du Système solaire. Néanmoins, dans 1% des cas environ, l'excentricité de Mercure (qui traduit l'élongation de son orbite) augmente considérablement. Dans plusieurs cas, cette déformation de l'orbite de Mercure conduit alors à une collision avec Vénus ou avec le Soleil d'ici à 5 Ga, tandis que l'orbite de la Terre reste peu affectée. En revanche, pour l'une de ces orbites, l'augmentation de l'excentricité de Mercure est suivie d'une augmentation de l'excentricité de Mars, et d'une déstabilisation complète des planètes du Système solaire 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...) (Mercure, Vénus, Terre, Mars) dans 3,4 Ga. Sur 201 cas étudiés, hormis 5 exemples où l'on assiste à une éjection de Mars hors du Système solaire, tous les autres conduisent à des collisions entre les planètes ou entre une planète et le Soleil en moins de 100 millions d'années après cette déstabilisation. Un cas abouti à une collision entre Mercure et la Terre, 29 cas à une collision entre Mars et la Terre et 18 à une collision entre Vénus et la Terre.
Page générée en 0.006 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique