Jupiter photographiée par Hubble le 21 avril 2014. Le rôle de la planète géante dans l’évolution de notre Système solaire fut déterminant. © Nasa, Esa, A. Simon (Goddard Space Flight Center)

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Drame dans le Système solaire : Jupiter aurait expulsé une planète géante

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Basé sur plus de 6.000 simulations, le scénario proposé en 2011 par David Nesvorny fait intervenir une cinquième planète géante qui aurait participé à l'organisation du Système solaire avant d'en être expulsée. L'hypothèse se trouve confortée par de jeunes astrophysiciens de l'université de Toronto qui ont enquêté sur l'auteur de cette expulsion : ce serait Jupiter.

Y a-t-il eu dans le passé une cinquième planète géante autour du Soleil ? Depuis que cette possibilité a été proposée en 2011 par David Nesvorny pour expliquer l'organisation actuelle de notre système planétaire, de plus en plus d'astrophysiciens y songent. Des modèles n'excluent pas en effet que lors de la formation du Système solaire, il y a environ 4,5 milliards d'années, une géante glacée (comparable à Neptune) a pu se développer et jouer un rôle significatif dans son évolution. Toutefois, une lutte fratricide se serait alors engagée avec ses congénères, comme si il n'y avait pas assez de place pour cinq. Aussi, dans le cas où ce scénario se vérifie, les chercheurs se demandent laquelle des deux présumés coupables, Jupiter ou Saturne, aurait provoqué son expulsion, la condamnant peut-être à errer à jamais dans la galaxie sans étoile fixe, à l'instar des rares exoplanètes orphelines découvertes. Même si elles sont difficilement repérables, ces planètes errantes sont sans doute des milliards.

Selon une équipe de l'université de Toronto qui s'est penchée sur le problème, le responsable n'est autre que la planète la plus massive. « Toutes nos preuves pointent vers Jupiter » souligne Ryan Cloutier qui a dirigé cette étude publiée dans The Astrophysical Journal. Connu dans la mythologie gréco-romaine pour être le roi des dieux, le dieu de la foudre et du tonnerre aurait-il craint qu'on lui ravisse son trône ?

En étudiant l’orbite de Callisto (4.820 km de diamètre) autour de Jupiter et celui de Japet (1.436 km de diamètre) autour de Saturne, les chercheurs ont pu déterminer laquelle des deux planètes géantes pourrait être responsable de l’expulsion de l’hypothétique cinquième. © Nasa, JPL, DLR, Space Science Institute

Un rapprochement fatal de planètes géantes

Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs se sont intéressés aux satellites naturels de nos deux principales planètes géantes actuelles. Selon eux, la cinquième planète géante fut éjectée après avoir été accélérée lors d'un rapprochement avec l'une de ses rivales. Libérée de ses liens gravitationnels avec le Soleil, la victime fut alors propulsée bien au-delà de son aire d'influence. C'est parce que cet événement n'a certainement pas été sans conséquence sur l'environnement de la planète géante coupable que l'équipe a examiné attentivement les orbites de Callisto, dans le cas de Jupiter, et de Japet (arborant une crête équatoriale qui évoque une noix), dans celui de Saturne. En recoupant leurs données avec les simulations numériques qu'ils ont construites à partir de leurs positions et dynamiques actuelles, les astrophysiciens ont pu établir que des deux cas étudiés, c'est la quatrième lune galiléenne de Jupiter qui conserve les traces d'une perturbation, au contraire du petit satellite de Saturne.

« En fin de compte, nous avons constaté que Jupiter est capable d'éjecter la cinquième planète géante tout en retenant une lune qui a l'orbite de Callisto, explique dans le communiqué de l’université de Toronto, Ryan Cloutier, qui y est doctorant au département Astronomy & AstrophysicsD'autre part, il aurait été très difficile pour Saturne de faire de même, car Japet serait devenu trop instable, avec une orbite qui serait difficile à réconcilier avec sa trajectoire actuelle. »

Il est certes encore trop tôt pour conclure à l'existence certaine de cette géante glacée, mais ces éléments à charge contre Jupiter sont à verser au dossier. Dans celui-ci, on trouve également les enquêtes en cours sur la concentration d'environ mille corps constituant une sorte de noyau dans la ceinture de Kuiper. Le scénario d'une origine collisionnelle n'a pas résisté aux simulations tandis que ceux qui mettent en scène une planète supplémentaire se sont montrés plus convaincants. Pour certains, cette hypothétique planète X ne serait d'ailleurs pas sortie du Système solaire et se cacherait toujours dans ses confins. Pour l'instant, les recherches n'ont rien donné...

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