Une étude révèle qu’une planète géante pourrait s’être « échappée » de notre système solaire

Bien que Pluton ait perdu son statut de « Planète Neuf« Lorsque la classification a été abaissée à une planète naine, il existe de nombreuses preuves que notre système solaire avait ou Elle a actuellement Une grande planète éloignée de Pluton pourrait un jour revendiquer l’ancien manteau de Pluton et devenir Juste neuvième planète. Les modèles orbitaux réguliers inhabituels observés dans la ceinture de Kuiper indiquent que certains corps célestes plus grands que Pluton se cachent juste à l’extérieur de la bande lointaine de débris glacés au bord du système solaire où vivent Pluton, Eris et les autres planètes naines.

L’existence hypothétique de la lointaine Planète Neuf, ou « Planète X », est toujours controversée, mais les preuves continuent de s’accumuler en sa faveur. Ce ne serait certainement pas la première fois qu’une planète hypothétique serait découverte. Neptune a été la première planète découverte en étudiant les orbites d’autres corps du système solaire. Fait intéressant, son emplacement a été découvert par des prédictions tirées de comptes rendus au stylo et au papier sur les observations de télescopes.

Sans le vouloir, l’astronomie moderne papier La nature a découvert qu’il y a une forte probabilité qu’une géante gazeuse, semblable à celles du système solaire externe, ait été rapidement éjectée de son orbite autour du soleil au début de l’évolution du système solaire. La présence de la planète neuf « manquante » si tôt dans la formation de l’histoire du système solaire expliquerait en grande partie comment et pourquoi le système solaire ressemble à ce qu’il est aujourd’hui.

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Pour modéliser la naissance et l’évolution d’éventuels systèmes stellaires, l’équipe de scientifiques collaborateurs de Chine, de France et des États-Unis a effectué près de 14 000 simulations du système solaire primitif pour voir à quoi il ressemblait aujourd’hui, avec quatre Terres. Les planètes et la ceinture d’astéroïdes orbitent près du soleil, quatre planètes gazeuses orbitent plus loin, et des corps rocheux froids sont dispersés derrière les géantes gazeuses.

Fait intéressant, les simulations indiquent fortement la présence d’une instabilité précoce dans les orbites des planètes géantes – Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et peut-être la neuvième planète. De tels objets auraient été beaucoup plus proches du Soleil primordial à un moment donné, avant que le gaz ne fusionne avec le Soleil et ne provoque en fait de puissantes réactions de fusion qui ont expulsé le gaz et la poussière vers l’extérieur, y compris les planètes susmentionnées. Les scientifiques pensent que cela a entraîné un déplacement rapide et chaotique dans leurs orbites actuelles.

Les simulations indiquent qu’au début, les géantes gazeuses avaient des orbites très circulaires et régulières à intervalles réguliers du Soleil ; Après que l’étoile en herbe a commencé à les comprimer vers l’extérieur, elles ont connu une transition instable d’orbites comprimées à des orbites alignées avec le plan du disque aux orbites actuelles.

M Seth Jacobson de l’Université d’État du Michigan, qui a participé à l’étude, a décrit cela comme une « source mondiale d’instabilité planétaire dans la galaxie ».


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« Nous pensons que tous les disques passent par là, ce que les astronomes appellent la phase de disque de transition, où le disque est évaporé optiquement de l’intérieur vers l’extérieur », a déclaré Jacobson à Salon, faisant référence au disque protoplanétaire de gaz et de poussière qui peint auparavant (et tout ) systèmes solaires. . Nous pouvons voir des systèmes solaires naissants se former autour de la galaxie de la même manière, indiquant un schéma similaire à la formation de tous les systèmes solaires.

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« Ce qui est vraiment remarquable, c’est que les astronomes extrasolaires ont déjà confirmé qu’un pourcentage très élevé de systèmes à gaz géants ainsi que de systèmes super-Terres ont traversé une instabilité du système planétaire, et nous pensons que le système solaire est similaire », a poursuivi Jacobson.

À l’intérieur d’un nuage de débris stellaires qui s’effondre – une nébuleuse solaire gazeuse et peut-être un reste de supernova morte – notre soleil primordial commence à chauffer. Le chauffage des éléments gazeux ionisés dans le disque et l’émission de photons énergétiques de notre jeune Soleil ont finalement conduit à l’expulsion du gaz du disque protoplanétaire par évaporation.

Le bord intérieur de ce disque gazeux « entraînerait » théoriquement les planètes avec lui lors de son expansion vers l’extérieur. Jacobson a déclaré que l’emplacement initial des géantes gazeuses dans le système solaire interne serait « un très puissant catalyseur d’instabilité ». Cela aurait pu entraîner l’éjection définitive d’un monde de type Planet Nine du système solaire.

En fait, dans 90 % des scénarios simulés, cette instabilité s’est déclenchée. Les orbites des planètes sont stables depuis des milliards d’années dans notre système solaire. Cependant, le mystère du développement précoce de notre système solaire reste flou. L’emplacement des astéroïdes troyens de Jupiter et les satellites irréguliers des planètes géantes indiquent une redistribution chaotique comme la composition diverse de la Terre et de sa lune, qui nécessite beaucoup de brassage entre les différents corps. (qu’il largement cru qu’un objet de la taille de Mars appelé Theia est entré en collision avec la Terre primitive et que le matériau éjecté a formé la Lune.)

Les experts réalisent maintenant que le moment de la migration de la planète géante a été un problème. Les preuves géologiques sont également radicalement dépassées pour l’échelle de temps de ce modèle, connu sous le nom de modèle « Nice » (comme à Nice, France) : Plus précisément, une série de trois articles parus dans un numéro de Nature qui proposaient une solution, suggérant dans The L’origine de l’instabilité de la planète géante s’est produite environ un demi-milliard d’années après la formation du système solaire et aurait dépendu de la rencontre gravitationnelle entre deux planètes pour déclencher une série de réactions déstabilisantes.

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« L’instabilité se produira toujours très tôt dans l’histoire du système solaire, quelques millions d’années après sa création », a ajouté Jacobson. « Le Soleil était encore dans sa constellation à l’époque. S’il y avait eu une géante de glace éjectée, cette géante de glace n’aurait peut-être pas déjà été éjectée. Elle aurait peut-être été capturée sur cette orbite elliptique. »

Si l’expulsion est trop tardive, il s’agira probablement d’une planète voyous. Dans ce scénario de mouvement, commençant par 10 millions d’années de formation au lieu de 500 millions d’années à l’âge du système solaire, l’incubation amas stellaire Le système peut naître dans l’interception de la planète en fuite. Le résultat est une orbite elliptique étendue.

« Pendant la durée de vie d’un disque de nébuleuse protoplanétaire, la quantité de gaz dans le disque diminue avec le temps », a souligné Jacobson. « Ce n’est que lorsque la quantité de gaz dans le disque est vraiment faible que l’effet de photoévaporation peut se produire. Ensuite, l’effet de photoévaporation se déplace très rapidement. La phase du disque de transition est en fait très courte et efface le disque de l’intérieur vers l’extérieur. ” L’effet est similaire à celui d’une flaque d’eau autour du poêle, car l’eau près du feu s’évapore rapidement et prend un peu plus de temps.

Jacobson a déclaré que le mouvement des planètes était un résultat surprenant de la simulation. « Ce que je pense que nous n’avons même pas pleinement compris avant d’avoir commencé cette simulation, c’est qu’il y a encore suffisamment de gaz dans le disque et que ce processus prend encore suffisamment de temps pour avoir un impact significatif sur les orbites de la planète pendant que le processus se déroule », explique Dunn. .

Pourquoi le système solaire ressemble-t-il à :

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