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Le mystère des planètes penchées dans le système solaire

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C'est un des grands mystères du système solaire : pourquoi les planètes géantes présentent-elles une inclinaison fixe de leur axe de rotation, alors que celle des planètes plus petites a évolué dans le temps ?

Jupiter est inclinée à 3° par rapport au plan de son orbite autour du soleil

D'où vient l'inclinaison des planètes, à savoir la différence entre leur plan équatorial et celui de leur rotation autour du soleil ? Les géantes, comme Jupiter, Saturne et Uranus (dont « l'obliquité » va de 3° pour Jupiter à 97 ° pour Uranus) sont restées stables sur leur axe, qui semble avoir été fixé une fois pour toutes à leur formation il y plus de quatre milliards d'années. Les autres planètes plus petites comme Mercure, Mars et Venus, à l'image de la Terre (ses 23° d'obliquité sont responsables des changements de saisons), ont « bougé » dans le temps. Des astronomes de l'Université nationale de la Plata en Argentine, avec à leur tête Adrian Brunini, ont élaboré une nouvelle théorie selon laquelle l'inclinaison des planètes géantes est le fruit de leur interaction gravitationnelle  (1) .

Immergées dans un disque de roches et de glace

La nouvelle théorie part d'un modèle développé récemment par des chercheurs de l'Observatoire de la Côte d'Azur, de l'Institut Boulder du Colorado et de l'Observatoire national du Brésil, pour expliquer la formation des planètes extérieures. Celles-ci auraient été initialement proches les unes des autres. Dès qu'elles ont acquis l'essentiel de leur masse à partir des nuages de gaz à l'origine du système solaire, Jupiter et Saturne se sont trouvées immergées dans un disque composé de milliers d'amas de roches et de glace. Les effets gravitationnels combinés de tous ces amas auraient été la cause de la migration de certaines planètes : Saturne s'est éloignée du soleil avec une période de rotation orbitale exactement du double de celle de Jupiter qui, elle, s'en est rapprochée légèrement.

C'est lors de cette migration, et du fait des interactions gravitationnelles, que se serait figée l'inclinaison des planètes géantes. Celle-ci n'aurait pas évolué ensuite car les planètes se sont trouvées trop éloignées les unes des autres pour exercer une influence mutuelle.

(1) Nature 440 1163, "Origin of the obliquities of the giant planets in mutual interactions in the early Solar System"

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