(Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Studio de visualisation scientifique/Dan Gallagher) Jupiter La taille et l'emplacement anormaux de dans notre système solaire intriguent les chercheurs depuis des années, car cela ne correspond pas à notre compréhension de la formation planétaire. Maintenant, les astronomes pensent avoir compris comment la géante gazeuse s'est retrouvée dans sa curieuse position.
Selon les modèles actuels, les planètes géantes se forment aux confins d'un système, migrent vers l'intérieur et finissent très près de leur étoile. Pas Jupiter, cependant: une énorme planète plus de deux fois plus massive que le reste des planètes du système solaire combinées, mais en orbite à peu près au cœur de celle-ci.
La nouvelle recherche semble avoir démystifié l'histoire de Jupiter. Selon des simulations informatiques, la géante gazeuse s'est formée environ quatre fois plus loin que son emplacement actuel, juste à l'intérieur de l'orbite actuelle d'Uranus, et a lentement fait son chemin vers l'intérieur au cours de 700 000 ans.
'C'est la première fois que nous avons la preuve que Jupiter s'est formé loin du Soleil, puis a migré vers son orbite actuelle', a déclaré l'astronome Simona Pirani de l'Université de Lund en Suède.
La recherche était basée sur des astéroïdes appelés chevaux de Troie . Ceux-ci partagent l'orbite de Jupiter ; un groupe de chevaux de Troie orbite devant Jupiter, et l'autre traîne derrière lui, dans des régions courbes centrées sur la planète Points de Lagrange .
( Institut d'astronomie du CAS/Petr Scheirich )
Mais il y a une énigme. Le groupe devant Jupiter contient environ 50% d'astéroïdes de plus que le groupe de fuite.
'L'asymétrie a toujours été un mystère dans le système solaire', a déclaré Anders Johansen, astronome de l'Université de Lund. .
L'équipe a donc effectué des simulations de la formation de Jupiter pour comprendre ce qui aurait pu causer un déséquilibre aussi étrange.
Ils ont testé une variété de délais et même un modèle de migration vers l'extérieur, et ont découvert que le scénario qui aboutit aux populations de Troie observées aujourd'hui se produit si Jupiter a commencé sa vie comme une graine planétaire, une glace astéroïde environ 18 unités astronomiques du Soleil, il y a environ 4,5 milliards d'années.
Dans 2 à 3 millions d'années, il aurait commencé à migrer vers sa position actuelle de 5,2 unités astronomiques. Cela a pris environ 700 000 ans.
Alors qu'elle commençait ce voyage en spirale de plus en plus proche du Soleil, entraînée par la force gravitationnelle des gaz persistants dans le système solaire, la petite planète a attrapé gravitationnellement les chevaux de Troie, avec plus dans le groupe de tête que dans le groupe de fuite.
Cela s'est produit avant que le planétésimal ait accrété son gaz; à ce moment-là, il accrétait encore la roche qui s'effondrerait pour former le noyau planétaire, il est donc également probable que le noyau de Jupiter soit composé de morceaux de roche similaires à ceux trouvés dans les chevaux de Troie, ont déclaré les chercheurs.
L'endroit où Jupiter s'est formé est un problème qui a longtemps contrarié les planétologues, car il semble que les géantes gazeuses ne peuvent pas se former à proximité d'une étoile. La gravité intense, le rayonnement stellaire (y compris la chaleur) et les vents stellaires puissants dans des espaces rapprochés empêcheraient le gaz de rester ensemble assez longtemps pour fusionner en une planète.
Ainsi, alors que cela contredit Recherche précédente fondée sur la formation de Jupiter près du Soleil, suivie de une émigration , il offre également une solution - aligner Jupiter sur ce que nous comprenons sur la base des observations d'autres systèmes planétaires.
Et, bien sûr, si les simulations de l'équipe sont correctes, les astéroïdes pourraient être une source utile pour découvrir des informations jusque-là inconnues sur la géante gazeuse.
'Nous pouvons en apprendre beaucoup sur le noyau et la formation de Jupiter en étudiant les chevaux de Troie', Johansen a dit .
La NASA prévoit de lancer une sonde appelée Lucie pour les étudier en octobre 2021, nous n'aurons donc pas à attendre longtemps pour le savoir.
La recherche a été acceptée dans Astronomie & Astrophysique , et peut être lu sur arXiv .