Uranus est une planète particulière et mystérieuse pour, entre autre, une raison assez simple : son obliquité. En d’autres termes, l’inclinaison de son axe de rotation est si particulière, qu’elle était jusqu’aujourd’hui incomprise par les scientifiques. En effet, toutes les planètes du Système solaire sont plus ou moins orientées de la même manière que le Soleil, leur axe de rotation présentant plus ou moins la même inclinaison. À l’exception d’Uranus. L’axe nord-sud de la planète est incliné d’environ 90 degrés par rapport au plan orbital du Soleil – la géante bleue est donc presque « couchée » par rapport à ce même plan.

Comme vous l’avez probablement déduit, c’est un cas qui perturbe les chercheurs depuis fort longtemps, car il n’y aurait pratiquement aucun moyen qu’une telle modification d’axe se produise d’elle-même, sans intervention externe.

Mais les astronomes pensent maintenant avoir trouvé la réponse à ce mystère de longue date. Selon les résultats d’une récente étude, Uranus, dans son passé lointain, aurait été percutée latéralement par une planète faisant deux fois la masse de la Terre.

Plus précisément, les résultats démontrent que la cause probable de cette modification de l’obliquité aurait pu être causée soit par un impact très important (comme la collision d’une planète ou d’une protoplanète), soit par plusieurs petits impacts. Par contre, nous en savons encore très peu sur comment et quand cela s’est produit. Il en va de même concernant les conséquences exactes (autres que la modification de l’inclinaison d’axe) de l’impact sur la planète bleue.

En s’aidant de simulations informatiques complexes de nouvelle génération, les chercheurs ont pu chercher des réponses à ces questions. Pour cela, ils ont effectué plusieurs simulations d’impacts avec des objets célestes de différentes tailles sur un modèle informatique fidèle d’Uranus.

« Nous avons exécuté plus de 50 scénarios d’impact différents en utilisant un supercalculateur très puissant, pour voir si nous pouvions recréer les conditions qui ont façonné l’évolution de la planète », a déclaré le physicien Jacob Kegerreis de l’Université de Durham, au Royaume-Uni.

« Nos résultats confirment que le scénario le plus probable est que la jeune Uranus ait été impliquée dans une collision cataclysmique avec un objet faisant deux fois la masse de la Terre » précise-t-il.

uranus inclinaison

Crédits : ESA/Hubble & NASA, L. Lamy

Selon les résultats et estimations de l’équipe, l’évènement se serait produit il y a environ 4 milliards d’années, c’est-à-dire juste après la formation complète du Système solaire, estimée à il y a 4.55-4.56 milliards d’années.

Il faut savoir qu’un tel cataclysme peut parfaitement expliquer plusieurs autres éléments étranges concernant la mystérieuse Uranus. Premièrement, concernant cette théorie incluant un impact avec un autre objet céleste, qui avait déjà été avancée comme hypothèse par le passé, mais comportait des incohérences : si impact il y a eu, alors comment cela se fait-il que le choc n’ait pas mis fin à l’atmosphère d’Uranus en l’envoyant littéralement dans l’espace ? Au lieu de cela, la planète possède toujours son atmosphère.

Les résultats actuels sur les caractéristiques de l’impact répondent à cette question : une collision tangentielle, comme simulée dans le cadre de l’étude, pourrait très bien provoquer une telle modification de l’obliquité tout en permettant à la planète de conserver son atmosphère. De la matière serait dégagée en grande quantité dans l’espace, mais en épargnant le « manteau protecteur » d’Uranus.

Ci-dessous, la simulation informatique en question :


L’impact pourrait même être à l’origine de la formation de la glace fondue et des morceaux de roche à l’intérieur de la planète. Cela expliquerait encore un autre mystère : celui du champ magnétique décalé, à la fois asymétrique et incliné de 60 degrés par rapport à son axe.

Autre mystère élucidé : les minces anneaux équatoriaux de la planète et son système de lunes progrades régulières. Le fait que les satellites naturels d’Uranus suivent une orbite dans le même sens de rotation que la planète était en contradiction avec l’hypothèse d’un tel impact. En effet, une modélisation précédente démontrait que cela aurait provoqué l’inversion du sens de rotation d’au moins quelques lunes, les rendant rétrogrades.

Mais encore une fois, la nouvelle simulation apporte un contre-argument solide à cette contradiction. Dans le cas d’un impact similaire à celui de la récente simulation, et impliquant un corps glacé et rocheux, la quantité de matière glacée et rocheuse envoyée en orbite aurait pu permettre aux différents satellites de conserver leur sens de rotation, ainsi que contribuer à la formation des minces anneaux de la planète.

Ce modèle semble donc fournir toutes les réponses aux questions qui, pendant si longtemps, ont intrigué et occupé bon nombre de chercheurs du domaine. C’est donc une véritable avancée non seulement pour la compréhension de l’évolution d’Uranus, mais également de notre système solaire. L’étude a été publiée dans The Astrophysical Journal.

Source : The Astrophysical Journal

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