Sans transition entrons vite dans le vif du sujet du jour : la formation du Système Solaire !
Tout a commencé par une explosion. On pourrait commencer un cours de Cosmo' par cette phrase, et pourtant aujourd'hui je ne vous parlerai pas de cosmo' (on a eu notre dose hier ...). Aujourd'hui je vous parle de nous, notre système solaire. Tout a commencé par une explosion ai-je dis, et laissez moi vous conter pourquoi et comment.
Il y a presque 5 milliard d'années de cela, en lieu et place de notre système solaire se trouvait un gigantesque nuage de gaz et de poussières que l'on appelle "nébuleuse". Cette nébuleuse était plusieurs fois plus grande que notre système solaire actuel. Elle devait ressembler plus ou moins à d'autres nébuleuses "pépinière d'étoiles", comme celle d'Orion :
Sauf qu'on était pas là pour la voir =P
Bref, un gros nuage de gaz et de poussières donc, mais que lui est-il arrivé pour qu'il devienne notre système solaire ? Une explosion (et oui nous y revoilà) !
En fait, il s'agit probablement de la mort explosive (on parle de SuperNova) d'une étoile massive (plusieurs fois la masse du Soleil) se situant à proximité qui a enclenché le processus de création du Soleil. Les ondes de choc créées par l'explosion auraient compressé le gaz de notre nébuleuse, jusqu'à ce qu'il atteigne ce que l'on appelle la limite de Jeans. La limite de Jeans, c'est en gros la limite de taille/masse au-delà de laquelle un nuage commence à s'effondrer sur lui-même, à cause de la gravité.
Pour visualiser le processus, imaginez vous un gigantesque drap, sur lequel vous faites figurer des grains de sable de manière homogène, de sorte à ce que le drap reste "plat". Si maintenant vous secouez le drap (onde de choc de la supernova), il y aura des zones où le sable va s'accumuler, et donc "peser" sur le drap. En pesant sur lui, il va l'enfoncer, attirant alors à lui d'autres grains de sable, etc. Là, c'est la même idée, mais avec du gaz, de la poussière et de la gravité.
Ainsi, l'onde de choc de la supernova a permis l'effondrement de la nébuleuse sur elle-même. Quelque part, probablement là où la limite de Jeans a été franchie, notre Soleil commence à se former et le gaz/la poussière se met à tourner autour de lui, en s'effondrant tout doucement sur lui.
Le Soleil, plus il devient gros, plus il chope le gaz autour de lui (on dit qu'il l'accrète). Il arrive un moment où la température et la pression au coeur du Soleil deviennent telles qu'il peut entamer des réactions de fusion nucléaire. En gros, il va prendre plusieurs atomes d'hydrogène pour les fusionner en atomes d'hélium, et en tirer toute l'énergie qui lui permet de briller. Notre Soleil s'allume alors.
A ce stade, on a un Soleil allumé et un disque de gaz et de poussières qui lui tourne autour (les gaz et poussières les plus lourdes se trouvent plus près du Soleil, les gaz légers plus loin). Les radiations lumineuses émises par le Soleil réchauffe le disque, mais la température est logiquement plus faible plus on s'éloigne de lui. Il y a une limite de distance au Soleil à partir de laquelle la glace d'eau peut se former : la limite des glaces (ils se sont pas foulés pour le nom ...). On pense que de petits grains de glace ont pu se former au-delà de cette limite des glaces, et accréter de la poussière et de la glace autour d'eux. Ce serait ainsi que s'est formé le coeur de Jupiter. Une fois qu'il a été assez massif, ce coeur s'est mis à accréter le gaz également (de l'hydrogène et de l'hélium donc principalement, puisque ce sont les plus légers et qu'on est loin du Soleil), et Jupiter a grossi en pompant le gaz du disque. Le problème, c'est qu'en même temps bébé-Jupiter tourne autour du Soleil, et il reste du gaz entre lui et le Soleil. Du coup, il migre vers le Soleil, en bouffant tout le gaz sur son passage.
Problème : mais pourtant nous, on est là ? Alors pourquoi Jupiter nous a pas bouffé ? Parce que Saturne était là pour nous sauver !
En effet, pendant que Jupiter était déjà bien avancée sur sa création, Saturne commençait à poindre le bout de son nez (même formation : un coeur de glace sur lequel accrète le gaz). Saturne a alors essayé de migrer à son tour pour rejoindre Jupiter, jusqu'à ce que les deux planètes rentrent en "résonance 3-2". Qu'est-ce que ça veut dire ? Tout simplement que Jupiter faisait trois tours autour du Soleil quand Saturne en faisait deux. Cette propriété a fait stopper Jupiter dans sa migration, ainsi que Saturne. Et où ? A peu près après l'orbite de Mars. Ouf.
Mais pendant ce temps, ça reste pas inactif dans le système solaire interne (entendez par là entre le Soleil et Jupiter). En effet, rappelez vous que près du Soleil on a les poussières les plus lourdes : les roches. En s'entrechoquant entre elles depuis la formation du disque, elles ont fini par atteindre une taille de quelques kilomètres, ce sont les planétésimaux, ou embryons planétaires. On estime à une dizaine le nombre d'embryons planétaires ainsi formés dans notre système. Ces planétésimaux vont eux aussi se rentrer dedans, et selon la géométrie de l'impact (de biais, de face ou par le flanc) ils vont se détruire mutuellement, s'agglomérer, ou ne rien faire. Il existe entre autres deux objets dont l'impact est intéressant : la Terre et un autre embryon, qui donneront naissance à la Lune.
En effet, la géométrie de cet impact a été tel que la Terre est restée presque telle quelle, mais qu'une partie de son manteau s'est retirée dans l'espace autour d'elle, avec les débris de l'autre embryon, qui lui s'est complètement détruit. Tout ça s'est mis à tourner autour de la Terre, pour former plus tard la Lune.
Bref, à coup d'impacts géants comme ça, on passe d'une dizaine de planétésimaux à quatre planètes telluriques : Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Ca, c'est fait. Mais ... Et Jupiter et Saturne dans tout ça ? Et Uranus et Neptune ?
Revenons à Jupiter et Saturne. Elles sont tranquilles, peinards dans leur résonance 3-2, et celle-là les fait doucement reculer vers l'extérieur, jusque là où elles sont à présent (environ). Mais pendant ce temps au fond se forment Uranus et Neptune, autour d'immenses coeurs de glace. Lorsqu'elles se trouvent être assez massives, elles sortent Saturne de sa résonance avec Jupiter, et cela a eu un retentissement tellement puissant que ça a précipité toute la matière du disque externe (des gros grains de glace : les comètes, et de roche : les astéroïdes) vers l'intérieur. C'est ce que l'on appelle le Bombardement Massif Tardif. Et c'est ainsi que l'eau (qui se trouvait dans le système externe principalement) est revenue dans le système interne, et sur la Terre et ses 3 amies principalement.
Petite simulation de ce qu'il se passe quand
on sort Saturne de sa résonance avec Jupiter
(en vert ce sont les astéroïdes/comètes)
Et voilà en gros comment notre système solaire s'est formé.
Merci si vous m'avez lu jusqu'ici, je sais que mes deux derniers articles sont particulièrement longs, mais ils en valent la peine (et encore je me retiens ...) =)
Demain (ou la prochaine fois) :
Qu'est-ce que le Bombardement Massif Tardif a de particulier
dans l'histoire du Système Solaire ?
Bah oui, si je finis là-dessus c'est pas pour rien, ça présage d'une suite =P
A demain donc pour cette fameuse suite : Formation du Système Solaire, épisode 2 !
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