Des scientifiques ont proposé un nouveau type d’objet planétaire qui pourrait aider à expliquer les origines de notre planète : l’objet en question aurait peut-être même donné naissance à la Terre telle que nous la connaissons.

Appelé synestia, cet objet en forme de donut se formerait lorsqu’une planète entre en collision avec une autre. Si ce terme est officialisé par la communauté astronomique, il s’agira de l’une des premières étapes de formation de la Terre.

« Nous montrons que les planètes rocheuses sont pulvérisées plusieurs fois au cours de leur formation et sont susceptibles de former des synestias », ont expliqué les scientifiques planétaires Simon Lock de l’Université de Harvard et Sarah Stewart de UC Davis. « Les différentes structures des planètes chaudes et en rotation, changent notre compréhension des multiples aspects de la formation des planètes, y compris l’origine de notre Lune », ajoutent-ils.

En effet, l’histoire de l’origine de notre planète est quelque peu délicate. L’hypothèse la plus largement acceptée est que, il y a quelques milliards d’années, un objet hypothétique nommé Théia, faisant approximativement la taille de Mars, s’est formé dans le système solaire interne se situant sur le chemin orbital d’une protoplanète, qui serait ensuite devenue la Terre. Les deux objets seraient finalement entrés en collision, événement connu sous le nom de « l’impact géant ». Ce cataclysme aurait envoyé des masses de débris dans l’espace dont certains auraient formé la Lune. Ce qui restait alors de la protoplanète ainsi que de l’objet de la taille de Mars, serait alors littéralement devenus la Terre.

Lock et Stewart ont étudié le moment exact où la Terre a été formée et suggèrent que cette interaction cataclysmique est plus compliquée que ce que nous pensions : il y a de nombreux impacts lorsqu’un événement si violent se produit, et l’un des résultats serait la naissance d’un objet céleste que personne n’a encore vu auparavant.

Le premier résultat est celui avec lequel nous sommes le plus familiers. Il y a des milliards d’années, un disque de débris désordonnés a encerclé le Soleil. Ce disque s’est alors allongé graduellement, pour former de plus en plus d’objets en orbite. Finalement, ces derniers sont devenus si grands que quand ils se sont heurtés, ils auraient formé des planètes rocheuses comme la Terre, Mars et Vénus.

Concernant la formation planétaire, à l’heure actuelle les scientifiques pensent que l’un des objets entrant en collision est la protoplanète. L’autre objet céleste sert de « catalyseur », qui complète la transition vers la formation d’une planète. Si l’objet provoquant la collision est petit, la planète nouvellement formée verrait ses restes s’écraser sur elle-même, telle une chute de météorites. Mais si l’objet est assez grand, ces restes brisés pourraient orbiter autour de la planète nouvellement formée pendant un certain temps, avant même d’être engloutis par cette dernière.

Mais que se passe-t-il si les deux objets en collisions sont de taille égale ? Lorsque Lock et Stewart ont modélisé ce qui se passe lorsqu’un énorme objet très chaud se heurte à une masse tournante de taille similaire, avec un moment cinétique élevé : ils ont constaté que ce sont les collisions les plus violentes, entre deux corps de masse similaire, qui produisent les synestias : des halos de roches pulvérisées, tournant autour d’un noyau fondu.

synestia

Les structures de différents objets célestes sont illustrées dans cette image, à l’échelle. Une planète (A), une planète et son disque (B), ainsi qu’une synestia (C). Les trois objets possèdent une masse similaire. Crédits : Simon Lock/Sarah Stewart

Ce nouvel objet céleste ne durerait que quelques centaines d’années, aurait un volume bien plus important que les deux objets entrés en collision et ne posséderait ni liquide, ni solide à sa surface. Il serait également beaucoup plus grand qu’une planète avec son disque environnant. « Nous avons examiné les statistiques des impacts géants, et nous avons constaté qu’ils peuvent former une structure totalement nouvelle », explique Stewart.

L’équipe de recherche suggère qu’environ quelques centaines d’années après sa formation, soit littéralement un clin d’œil dans la durée de vie d’une planète, la synestia perdrait tellement de chaleur qu’elle retrouverait une forme solide. L’équipe soupçonne également que la plupart des planètes qui existent aujourd’hui auraient connu une phase de synestia à un moment donné.

Si cette hypothèse se confirme, elle pourra non seulement nous apporter de nouvelles connaissances par rapport à la formation de la Terre, mais elle permettra également d’éclaircir une partie du mystère entourant la formation de la Lune. En effet, des explications antérieures concernant la formation de cette dernière suggèrent qu’il s’agit de débris de Théia, éjectés lors de l’impact, qui sont à l’origine de sa formation. Mais les analyses chimiques effectuées sur les échantillons rapportés par les missions Apollo dans les années 1970, ont indiqué que les roches terrestres et lunaires sont presque identiques.

Alors peut-être que la collision aurait formé une synestia dans un premier temps, et que c’est à partir de cette dernière que la Terre et la Lune se sont condensées, plus tard ? Dans tous les cas, nous avons maintenant besoin de plus de preuves afin de pouvoir valider l’hypothèse, ou non. Mais si ce nouveau type d’objet planétaire est accepté par la communauté astronomique, nous pourrions enfin combler certaines des lacunes majeures concernant l’histoire de l’origine et de la formation de la planète Terre.

Sources : Journal of Geophysical Research : Planets, American Geophysical Union

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