Comment les géantes gazeuses se sont-elles formées et si la Planète Neuf a existé, ce sont les questions auxquelles il tente de répondre
De quoi parle la nouvelle étude ?
Selon les auteurs, cette étude aidera à comprendre comment des planètes comme la Terre se sont formées.Ses découvertes suggèrent également qu’il existe une cinquième géante gazeuse qui se cache à une distance de 80,5 milliards de kilomètres dede notre planète.
Comment les scientifiques explorent-ils les planètes ?
Des étoiles émergent d'énormes nuages tourbillonnantsgaz et poussières spatiaux. Après l'illumination de notre Soleil, le système solaire primitif était encore rempli d'un disque gazeux primordial qui jouait un rôle important dans la formation et l'évolution des planètes, y compris les géantes gazeuses.
À la fin du XXe siècle, les scientifiques pensaient que les géantes gazeuses étaient Jupiteret Saturne, qui tournait à l’origine autour du Soleil sur des orbites égales et petites.Mais il n’était pas clair pourquoi les orbites étaient de cette forme particulière.
En 2005, une équipe internationale de scientifiquesont proposé une réponse à cette question : ils ont développé le modèle de Nice. Selon elle, il y avait une instabilité entre ces planètes - un ensemble chaotique d'interactions gravitationnelles, à la suite de quoi de telles orbites se sont formées.
Le modèle de Nice est toujours d'actualitéthéorie, mais au cours des 17 dernières années, les scientifiques ont de nouvelles questions. Par exemple, on pensait à l'origine que l'instabilité de la géante gazeuse s'était produite des centaines de millions d'années après la diffusion du disque gazeux primordial qui a donné naissance au système solaire. Mais il y a de nouvelles preuves que cela s'est produit plus tôt. Cela soulève également de nouvelles questions sur la façon dont le système solaire interne, qui contient la Terre, a évolué.
Qu'est-ce que les auteurs de la nouvelle œuvre ont décidé de faire?
Les auteurs du nouveau travail ont précédemment suggéré queles géantes gazeuses du système solaire ont des orbites si lisses parce que le disque de gaz primordial s'est évaporé. Cela pourrait expliquer pourquoi les planètes se sont dispersées en orbite beaucoup plus tôt que le modèle de Nice ne le suggérait à l'origine, et peut-être même sans l'instabilité qui les y a poussées.
"Nous avons eu l'idée que les planètes géantes,Peut-être qu'ils pourraient bouger et se propager à cause de « l'effet de rebond ». à mesure que le disque se dissipe. Ils n’ont peut-être jamais été instables », a déclaré Sean Raymond de l’Université de Bordeaux en France. Ensuite, les auteurs ont d'abord proposé l'idée de l'effet « rebond » et ont créé pour cela une simulation de tous les disques gazeux et des grandes exoplanètes.
« La situation dans notre système solaire est un peu différente,parce que Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune sont situés sur des orbites plus larges, a déclaré Beibei Liu, chercheur à l'Université du Zhejiang en Chine. "Nous avons réalisé que ce phénomène pouvait s'expliquer si le disque de gaz se dispersait de l'intérieur vers l'extérieur."
L’équipe a découvert que cette dispersion à l’envers était une cause naturelle d’instabilité dans le modèle de Nice. Les auteurs ont ainsi été convaincus de la pertinence du modèle niçois.
Comment les auteurs ont-ils modifié le modèle établi ?
La situation qui était au début de l'instabilité, enLe modèle des auteurs est le même. Il contient encore le Soleil naissant, entouré d'un nuage de gaz et de poussière. Et plusieurs jeunes géantes gazeuses qui gravitent autour de l'étoile dans ce nuage.
Les chercheurs notent que tous les systèmes solairesformé dans un disque de gaz et de poussière. C’est un sous-produit naturel de la formation des étoiles. Mais lorsque le Soleil s'est allumé, il a commencé à brûler son combustible nucléaire et à générer de la lumière solaire, chauffant le disque et le soufflant de l'intérieur.
Cela a créé un trou croissant dans le nuage de gaz autourSoleil. Au fur et à mesure que le trou grandissait, son bord traversait les orbites de chacune des géantes gazeuses. Selon les simulations informatiques de l'équipe, cette transition avec une probabilité très élevée a conduit à l'instabilité même de la planète géante. Le processus de déplacement de ces grandes planètes vers leurs orbites actuelles est également antérieur à la chronologie originale du modèle de Nice de centaines de millions d'années.
« L'instabilité se produit plus tôt, lorsque le disque gazeux du Soleil se dissipe. Cela devrait se produire de quelques millions d'années à 10 millions d'années après la naissance du système solaire », a déclaré Liu.
Le nouveau modèle conduit également à mélangermatériel des systèmes solaires externe et interne. La géochimie de la Terre suggère qu'un tel mélange a dû se produire alors que notre planète était encore en cours de formation.
"Ce processus va vraiment remuer l'intérieurle système solaire, et la Terre peut venir juste de lui », a déclaré Jacobson,« cela est tout à fait cohérent avec les observations. Selon l'équipe, leur prochain objectif est d'étudier le lien entre l'instabilité et la formation de la Terre.
Comment est née la planète inconnue ?
Jacobson a déclaré que leurs travaux répondaient à l’une des questions les plus courantes sur notre système solaire : combien y a-t-il de planètes. Actuellement, la réponse est huit.
Les auteurs notent que le modèle de Nice a un peu fonctionnémieux, étant donné qu’il y avait cinq géantes gazeuses dans le premier système solaire au lieu de quatre. C'est une allusion à la Planète Neuf, sur laquelle les scientifiques se sont activement disputés ces dernières années. Selon le modèle, cette planète supplémentaire a été éjectée de notre système solaire lors d'une instabilité.
Mais en 2015, des chercheurs du CaliforniaInstitute of Technology a trouvé des preuves qu'une planète non découverte pourrait encore exister à la périphérie du système solaire, à environ 80,5 milliards de km du Soleil.
Il n'existe toujours aucune preuve concrète quecette planète hypothétique – surnommée Planète X ou Planète Neuf – ou la planète supplémentaire du modèle de Nice existe réellement. Cependant, tous ces objets peuvent être la même chose.
Jacobson et ses collègues n'ont pas été en mesure de répondre directement à cette question avec leurs simulations, mais ils vont tester si leur modèle fonctionne mieux pour quatre ou cinq géantes gazeuses.
Quoi qu'il en soit, l'humanité devrait bientôt recevoirla réponse à cette question. L'observatoire Vera Rubin, dont la mise en service est prévue d'ici fin 2023, devrait détecter la Planète Neuf si elle existe. L'instrument devrait étudier les microlentilles faibles dans l'espace lointain, ainsi que les petits corps du système solaire.
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