Star Wars, Voyage au centre de la Terre : quelles réalités physiques ? - 29/04/2007

1 - Mustafar, une planète volcanique

Le duel final opposant Obi-Wan Kenobi à Anakin Skywalker se déroule dans le décor grandiose et incandescent de la planète Mustafar. Couverte de volcans en éruption et de fleuves de lave, Mustafar est une bonne approximation de l'Enfer. Peut-on envisager l'existence d'une telle planète ? Dans sa prime jeunesse, la Terre tout juste formée était encore très chaude et son sol mal refroidi devait être encore liquide par endroit.

Cet état résultait des nombreuses chutes d'astéroïdes qui, en s'accumulant, finirent par former notre planète. De surcroît, on suppose que la Lune s'est formé lors d'une collision entre la Terre primitive et un corps de la taille de Mars. Le formidable impact a certainement transformé la planète en un vaste champ de magma. De ce point de vue, Mustafar pourrait donc être une toute jeune planète, en train de se remettre des affres de sa naissance.

© Nasa.

Autre solution : Mustafar serait le théâtre d'une activité géologique exceptionnelle. Les géologues ont montré que notre planète avait aussi subi un épisode d'intense activité volcanique il y a plus de 65 millions d'années. L'immense plateau basaltique du Deccan s'est formé durant cette période suite à l'ouverture d'énormes failles, dont les plus longues dépassaient 400 kilomètres. Des fontaines de lave dépassant un kilomètre de hauteur ont déversé des millions de kilomètre cube de basalte !

Enfin, une troisième solution est envisageable. La Terre n'est pas le seul endroit du système solaire où l'on peut observer des volcans actifs. Io, un des gros satellites de Jupiter, est lui aussi le siège de spectaculaires éruptions volcaniques. Aucune autre planète n'a une activité interne suffisamment intense pour entretenir pareil phénomène. Io a une orbite qui reste proche de Jupiter. Le volcanisme de Io résulte des gigantesques forces de marée qu'exerce la planète géante sur son frêle satellite. Sur Terre, la force de marée lunaire soulève les océans, de plusieurs mètres parfois, et la croûte terrestre d'environ trente centimètres. Sur Io, dépourvue d'océan, la marée de Jupiter soulève le sol d'environ cent mètres ! Mustafar pourrait donc être un satellite d'une planète géante. Son orbite aurait un rayon si faible que Mustafar se trouverait littéralement broyée par l'action des forces de marée de sa planète mère. Voilà un endroit où il ne fait pas bon mettre les pieds…

2 - Kashyyyk, la planète forêt

Les arbres que l'on rencontre sur la planète Kashyyyk atteignent une hauteur fabuleuse. Certains séquoias des forêts d'Amérique du Nord dépassent les cent mètres de hauteur. Comment est-il possible que la Nature donne naissance à de pareils géants ? Pour qu'un arbre parfaitement vertical ne s'effondre pas sous son propre poids, il faut que le bois dont il est constitué soit suffisamment résistant. Connaissant la résistance du bois, la hauteur maximale qu'un arbre pourrait atteindre est voisine de deux kilomètres. Apparemment aucun arbre n'est strictement vertical...

En fait, c'est la nécessité de résister à la force du vent qui impose aux arbres des contraintes qui limitent leur taille. Sous l'action du vent un arbre se déforme et se courbe. Alors, son centre de gravité n'est plus à la verticale du tronc et ce qui accentue la déformation de l'arbre.

L'équilibre de l'arbre est réalisé quand l'action imposée par le vent et le poids est compensée par celle la force élastique du tronc. Si le vent est assez fort, son action l'emportera et les contraintes engendrées dans le tronc dépasseront la limite de rupture du bois. C'est donc lorsqu'ils sont courbés par le vent que les arbres risquent d'atteindre leur limite de rupture. Il en est d'ailleurs de même pour d'autres structures telles que les cheminées ou les campaniles. Que peut-on déduire de tout ceci ? Et bien, pour que les arbres de Kashyyyk soient si hauts, il faut que les vents qui balaient sa surface soient plutôt faible et que les tempêtes similaires à celles qui frappa notre pays en décembre 1999 y soient très rares.

3 - Kamino, la planète-océan

Lorsque qu'Obi Wan Kenobi atterrit sur Kamino, il découvre une planète-océan où d'étranges créatures vivent dans des cités flottantes. Est-il possible d'imaginer un monde aquatique comme celui-là ?

L'existence de planètes en dehors de notre système solaire, longtemps restée incertaine, est désormais un fait confirmé. Toutes les planètes découvertes jusqu'à présent sont de grande taille, supérieure à celle de Jupiter. Cela n'a pourtant pas empêché les astrophysiciens d'imaginer à quoi pourrait ressembler une planète extra-solaire de type terrestre. Ils ont en particulier envisagé la possibilité d'une planète complètement recouverte d'eau.

Pour former une planète-océan, les chercheurs ont proposé un scénario fondé sur l'évaporation d'une géante gazeuse de la taille de Neptune qui, après s'être formée, se serait rapprochée de son étoile. Ce phénomène de migration planétaire vers l'étoile semble plausible si l'on en croit la répartition des 160 planètes extra-solaires découvertes à ce jour. Une fois l'épaisse atmosphère évaporée sous l'effet du rayonnement de l'étoile, une partie du manteau de glace aurait fondu, entraînant la formation d'un immense océan dont la profondeur moyenne atteindrait une centaine de kilomètres. La pression au fond de celui-ci resterait suffisante pour conserver une partie du manteau solide. D'après ce scénario, une planète-océan pourrait être environ deux fois plus grande que notre planète et six fois plus massive. Elle serait séparée de son étoile d'une distance voisine de celle qui sépare la Terre du Soleil. L'eau étant un élément essentiel au développement de la vie telle que nous la connaissons, une planète-océan pourrait être un endroit idéal voir apparaître certaines formes de vie.

Mission Darwin © Nasa

Deux missions spatiales, Corot réalisée par le Centre National d'Etudes Spatiales et Kepler réalisée par la NASA, vont prochainement être lancée dans le but de détecter des exoplanètes de type terrestre. La mission Darwin, flottille de satellites qui doit être lancée par l'Agence Spatiale Européenne en 2014, tentera de découvrir des indices de vie dans les atmosphères de toutes les exoplanètes découvertes. Peut-être ces missions réussiront-elles à découvrir une planète-océan ! Pour avoir une réponse, un peu de patience est nécessaire…