La formation du Système solaire aurait pris moins de 200’000 ans !

Certains processus cosmiques, comme la formation des trous noirs ou des galaxies, prennent des centaines de millions voire des milliards d’années à s’achever. À l’échelle de l’Univers, dont l’âge est estimé à 13.8 milliards d’années, ces échelles de temps sont dérisoires. Toutefois, d’autres processus plus « locaux » se montrent bien plus rapides. C’est le cas de la formation de notre système solaire qui, selon une récente étude publiée par une équipe internationale d’astrochimistes, aurait pris moins de 200’000 ans. En d’autres termes, la formation du Système solaire aurait duré moins que notre présence sur Terre en tant qu’Homo sapiens.

Il y a longtemps — environ 4.5 milliards d’années —, notre soleil et le Système solaire se sont formés sur une courte période de 200’000 ans. Telle est la conclusion d’un groupe d’astrochimistes du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) après avoir examiné les isotopes de l’élément molybdène trouvé sur des météorites.

Le matériau qui compose le soleil et le reste du système solaire provient de l’effondrement d’un grand nuage de gaz et de poussière. En observant d’autres systèmes stellaires qui se sont formés de la même manière que le nôtre, les astronomes estiment qu’il faut probablement environ 1 à 2 millions d’années pour l’effondrement d’un nuage et l’allumage d’une étoile, mais c’est la première étude qui peut fournir des chiffres sur notre propre système solaire.

« Auparavant, le calendrier de formation n’était pas vraiment connu pour notre système solaire. Ce travail montre que cet effondrement, qui a conduit à la formation du Système solaire, s’est produit très rapidement, en moins de 200’000 ans. Si nous adaptons tout cela à une durée de vie humaine, la formation du Système solaire serait comparable à une grossesse d’une durée d’environ 12 heures au lieu de neuf mois. C’était un processus rapide », explique Greg Brennecka, astrochimiste au LLNL.

Analyser le molybdène pour déterminer la durée de formation du Système solaire

Les solides datés les plus anciens du Système solaire sont des inclusions riches en calcium-aluminium (CAI), et ces échantillons fournissent un enregistrement direct de la formation du Système solaire. Ces inclusions allant du micromètre au centimètre dans les météorites se sont formées dans un environnement à haute température (plus de 1300 Kelvin), probablement près du jeune soleil. Elles ont ensuite été transportées vers la région où se sont formées les météorites chondrites carbonées (et leurs corps parents), où elles se trouvent aujourd’hui. La majorité des CAI se sont constituées il y a 4.567 milliards d’années, sur une période d’environ 40’000 à 200’000 ans.

C’est là qu’intervient l’étude. L’équipe a mesuré les compositions isotopiques et en oligo-éléments du molybdène (Mo) d’une variété de CAI provenant de météorites chondrites carbonées, y compris Allende, la plus grande chondrite carbonée trouvée sur Terre. Parce qu’ils ont constaté que les compositions isotopiques Mo distinctes des CAI couvrent toute la gamme de matériaux qui se sont formés dans le disque protoplanétaire au lieu d’une simple petite tranche, ces inclusions doivent s’être formées au cours du laps de temps de l’effondrement du nuage.

Étant donné que la durée observée de l’accrétion stellaire (1 à 2 millions d’années) est beaucoup plus longue que la formation des CAI, l’équipe a été en mesure de déterminer quelle phase astronomique de la formation du système solaire a été enregistrée par la formation des CAI, et finalement, à quelle vitesse le matériau qui compose le Système solaire s’est accrété.

Sources : Science