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Des rocklines expliquent la composition des planètes du Système solaire interne

La formation du Système solaire et des planètes n'est pas simplement une question de physique mais aussi de chimie. Des chercheurs viennent de montrer que des mécanismes dans le disque protoplanétaire il y a plus de 4,5 milliards d'années concentraient certains matériaux réfractaires dans des régions de températures bien déterminées, ce qui aide à comprendre l'origine des différences de composition entre les planètes rocheuses comme la Terre et Mercure.


La cosmogonie du Système solaire, et plus généralement des exoplanètes, est fascinante. Ce n'est pas seulement une question de mécanique céleste prolongeant les travaux de Lagrange et Laplace mais aussi de théorie cinétique des gaz, d'hydrodynamique -- comme l'a montré Viktor Safronov -- et aussi d'électrodynamique cosmique pour reprendre les termes du prix Nobel de physique Hannes Alfvén. En effet, avant même la formation des planétésimaux d'une dizaine de kilomètres de diamètre dans le disque protoplanétaire où naîtront des planètes comme la Terre et Jupiter, et qui vont entrer en collision pour former par accrétion des embryons de planètes, une partie de ce disque de gaz contenant environ 1 % de poussière va s'échauffer au point de devenir un plasma et de vaporiser ces poussières alors que le Soleil n'était encore qu'une proto-étoile.


Clairement, la chimie va alors entrer en jeu comme l'avait bien compris un autre prix Nobel, Harold Urey, à qui l'on doit notamment d'importants développements en cosmochimie (on lui doit d'ailleurs ce nom) pour comprendre l'origine des planètes via l'étude des météorites. Les héritiers de ces chercheurs continuent aujourd'hui à déchiffrer les arcanes de la formation des planètes du Système solaire et, depuis quelques dizaines d'années, celles des exoplanètes qui nous permettent d'ailleurs de remonter, en quelque sorte, dans le temps en direct comme le prouve l'exemple des études portant sur le disque de bêta Pictoris.


Un gradient chimique dans le disque protoplanétaire Un des sujets de réflexion porte sur l'existence d'un gradient chimique naturel dans le disque protoplanétaire qui s'est formé chaud avant de refroidir. Mais, même avant cela, les températures étaient bien évidemment plus chaudes, proches du Soleil, de sorte que des glaces d'eau et carboniques ne se sont formées et ne pouvaient exister que loin du Soleil. Inversement, les minéraux les plus réfractaires, et donc les plus résistants à de hautes températures, ne pouvaient se condenser que proches du Soleil. On pouvait donc s'attendre à des différences de composition observées avec les planètes, c'est-à-dire des géantes de gaz et de glace au-delà de ce que l'on appelle la ligne des glaces ou des neiges, donc la limite au-delà de laquelle on est suffisamment loin du Soleil pour avoir des glaces, et des planètes rocheuses plus près de notre étoile.


En fait, les choses ne sont pas si simples. Le disque protoplanétaire était turbulent et des processus de mélange et d'advection sont entrés en jeu, brassant la matière du disque. On en a un nouvel exemple avec une publication dans The Astrophysical Journal, d'un article disponible sur arXiv et écrit notamment par des chercheurs du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille : le LAM. Ces cosmogonistes ont montré qu'il devait y avoir des cousines de la ligne des glaces, appelées tout naturellement des lignes de roches, ou « rocklines » en anglais.



Ces lignes définissent en fait des régions où certains minéraux se condensant à certaines températures vont s'accumuler. Les résultats obtenus ont plusieurs implications.


Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/cosmogonie-rocklines-expliquent-composition-planetes-systeme-solaire-interne-81668/

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