Migration Des Planètes Dans Notre Système

[quetzalcoatl]

Bonsoir

Aujourd’hui, j’ai lu dans la revue La Recherche un article traitant de la prime jeunesse de notre système solaire.
A l’observatoire de Nice, une équipe internationale, sous l’égide d' Alessandro Morbidelli, a effectuée de nombreuses simulations numériques pour tenter d’expliquer la configuration actuelle des planètes.

La lune est le témoin d’un événement cataclysmique s’étant produit il y a 3.8 milliards d’années. Les mers et océans lunaires sont plus jeunes d’environ 700 millions d’années que les surfaces cratérisées. On attribue la formation de ces dernières à un bombardement massif tardif de corps provenant du système solaire externe. La cause, quant à elle, de ce bombardement faisait l’objet de nombreuses spéculations dont aucunes n’étaient parfaitement satisfaisantes.

Au départ de leur modélisation, nos chercheurs se fondent sur une position des 4 planètes géantes assez voisines, avec des orbites circulaires.
Au-delà, gravite une considérable quantité de petits corps glacés (comètes) qui forment ce que j’ose appeler la « Paleo Kuiper Belt » et « Archeo Oort Cloud ».
Il y a un peu moins de 4 milliards d’années, commence une progressive modification des orbites de ces quatre planètes dont les inclinaisons et les excentricités augmentent progressivement.
Jupiter dans ce ballet, se rapproche du soleil alors que Saturne, Uranus et Neptune s’en éloignent. Après quelques centaines de millions d’années, les orbites de Jupiter et de Saturne entrent en résonance 2 pour 1 ce qui a pour effet d’accroître leurs perturbations gravitationnelles. Uranus et Neptune sont alors repoussés sur des orbites encore plus lointaines. Neptune en arrive même à traverser la ceinture de Kuiper provoquant un immense chambardement des astres qui la composent et en éjectant une bonne part d’entre eux vers l’intérieur du système solaire.
Ainsi serait expliqué ce fameux bombardement massif tardif.

A la fin de la simulation on retrouve la configuration présente du système solaire.
L’étonnement vient notamment d’une migration des planètes géantes plus tardive et plus importante que prévu. Par exemple, l’éloignement de Neptune passe de 14 UA à 30 UA (position actuelle).
Ce modèle expliquerait aussi assez bien les corps troyens encadrant Jupiter.

Cette étude n’a pas pour prétention d’expliquer la formation de notre système solaire mais décrit un processus pouvant être à l’origine de ce que nous observons maintenant.
De plus, des croisements d’interprétations peuvent être fait avec les récentes découvertes de planètes extra-solaires et pour certaines, leurs étranges évolutions orbitales.
A quand le cadre scientifiquement démontré expliquant la formation de n’importe quel système planétaire ??? :)

[lolomalin]

Cette théorie de migration me semble séduisante, d'autant plus qu'elle peut permettre à notre Système de coller un peu plus au modèle qui semble abonder ailleurs : celui de planètes gazeuses situées près de leur étoile.

[quetzalcoatl]

Salut Lolo',

Sur la simple base de la migration planétaire tu as raison mais,
si je peux me permettre, pas de précipitation dans la généralisation.
D'autant plus que je crois qu'il est souvent observé des positions de planètes géantes extrêmement proche de leur étoile dans les observations recentes de planètes extra-solaires. Ce n'est pas vraiment ce que nous constatons ici (Dieu merci!).
Il faut aussi avouer que nos modes de detection de planètes extra-solaires ne nous permettent de voir probablement, qu'une infime partie des différents types de systèmes planétaires.
La nature dans sa diversité à le chic pour nous surprendre... :)

[lolomalin]

Tu as surement raison... J'espère tout de même que l'avenir nous permettra de dire pourquoi nous semblons être (pour le moment, je précise), une exeption.

[quetzalcoatl]

Je pense aussi que cette "théorie", si elle est avérée, à des implications majeures dans l'explication des systèmes de lunes gravitant autour de ces planètes.
Les phénomènes de captures ou d'échappements ont certainement été favorisés par ces titanesques déplacements... :)

[Eridani]

Merci pour le résumé de l'article Quetza. :)
Si vraiment les planètes géantes ont subi des migrations tardives (vers 3,8 milliards d'années), plusieurs questions sont soulevées:
Quelle est l'origine de ces migrations :question: ; pourquoi Jupiter (qui aurait migré vers l'intérieur du système solaire) s'est arrêté là où elle est de nos jours (à 5 UA) :question: ; si les géantes on vu leur eccentricité augmenter, pourquoi aujourd'hui les 2 géantes(Jupiter/Saturne) et les 2 semi-géantes(Uranus/Neptune) ont maintenant des orbites à peu près circulaires :question:

Bref, la jeunesse de nôtre propre système solaire est encore très floue :s


Message écrit par Quetza+-->QUOTE(Quetza)Il faut aussi avouer que nos modes de detection de planètes extra-solaires ne nous permettent de voir probablement, qu'une infime partie des différents types de systèmes planétaires.

Exact, nottament la méthode consistant à mesurer la vitesse radiale de l'étoile, qui favorise grandement les géantes très proches de l'étoile. :orbite:

<!--QuoteBegin-Lolomalin
J'espère tout de même que l'avenir nous permettra de dire pourquoi nous semblons être (pour le moment, je précise), [b]une exeption.

On a quand même trouvé des systèmes planètaires avec des géantes gazeuses relativement loin de l'étoile (2-5 UA), comme chez "nous". C'est parce que c'est plus long à détecter(faut attendre que la planète décrive son orbite au moins une fois)... :orbite:
Par exemple, je sais que l'équipe américaine de chasseurs de planètes (Geoffrey Marcy, Paul Butler etc...) "observe" depuis quelques années une étoile qui semble "osciller" sur 12 ans comme notre Soleil.... à suivre donc... ;) Et il y a d'autres systèmes comme celui-ci dans le "voisinage solaire" mais faut plus de patience...

[quetzalcoatl]

Hello Eridan’,

Ce topic est taillé sur mesure pour toi.
Je me demandais combien de temps tu mettrai pour intervenir et je n’ai pas été déçu.
En tout cas tu soulèves des questions judicieuses auxquelles je n’ai naturellement pas de réponses.
Il est possible même, que Monsieur Morbidelli ne puisse répondre à toutes.
Le point particulier des excentricités des orbites a attiré ma curiosité.
De mémoire, on parle dans l’article d’augmentation de l’excentricité des orbites de ces planètes. Tu fais la remarque que justement celles-ci sont actuellement presque circulaires.
Pour Neptune, je n’ai rien à rétorquer, 0.008, on n’ est pas loin du cercle parfait.
Par contre Jupiter (0.048) Saturne (0.056) et Uranus (0.047), et même si l’on peut qualifier approximativement ces orbites de circulaires, sont en fait des ellipses qui à l’origine pouvait être plus proche du cercle. Une augmentation d’excentricité est donc concevable.
Sur le fond, je suis entièrement d'accord avec toi pour dire que le jour ou on aura tout compris sur la genèse des systèmes planétaires n'est pas pour demain... :)

[Eridani]

Puisqu'on est dans les eccentricités, je vous présente la planète "HD 80806 b" (http://www.extrasolar.net/planettour.asp?StarCatId=normal&PlanetId=166) qui a une eccentricité de 0.927 aux dernières nouvelles :b:

Infos qui a son importance, c'est un système binaire , les 2 étoiles sont distantes de 2000 Unités Astronomiques environ.

Faut me pardonner, quand je vois ça, les orbites de Jupiter, Saturne et Uranus me paraissent circulaires mais si il y a une légère eccentricité :laughing: .

:orbite:

[quetzalcoatl]

Bonjour,


AHHH queu oui Eridan' !!!
Voilà de l'excellente et extrême excentricité exotique. :b:

Pour en revenir plus près de nous, être complet et rentrer dans le comparable:
Mercure (0.206)
Venus (0.007)
Terre (0.017)
Mars (0.093)
...
et Pluton (0.25)

Il est certain qu'en observant toute la gamme des systèmes possibles, on en arrivera à trouver des cas exceptionnels.
Peut-on attribuer cette excentricité orbitale de HD 80806 b à l'influence gravitationnelle de la deuxième étoile ? :)

[Eridani]

Message écrit par quetzalcoatl@Jul 24 2005, 12:55 PM
[b]Peut-on attribuer cette excentricité orbitale de HD 80806 b à l'influence gravitationnelle de la deuxième étoile ? :)
](texte cité)


Bonne question, j'ai trouvé cet article(en anglais et plutôt technique :-/ ) => http://www.edpsciences.org/articles/aa/abs...93/aade293.html (http://www.edpsciences.org/articles/aa/abs/2001/32/aade293/aade293.html)

en vrac, l'article avance quelques hypothèses: la présence d'une autre planète dans le système, l'influence de la deuxième étoile etc... :s
Si j'ai bien compris l'article, c'est l'hypothèse d'un autre compagnion planètaire qui est la plus plausible.... :oo:

***********************************************

Courbe de vitesse radiale de l'étoile HD 80606
http://obswww.unige.ch/~udry/planet/Images/hd80606_lr.gif

....comparée à celle-ci(planète qui a une orbite peu ou pas eccentrique) de l'étoile HD 2638
http://obswww.unige.ch/exoplanets/Images/hd2638_lr.gif

la différence saute aux yeux, l'une est régulière(j'ai oublié le terme pour ce genre de tracé) alors que l'autre étoile a un mouvement irregulier( dû à l'accélération de la vitesse lors du passage de la planète au plus près de l'étoile...) :o

[quetzalcoatl]

Message écrit par Eridani@Jul 24 2005, 01:57 PM
[b]la différence saute aux yeux, l'une est régulière(j'ai oublié le terme pour ce genre de tracé)

Allez! je tente le coup..., je propose sinusoïdale (?!?!).

On s'éloigne un peu de la vulgarisation mais après tout, n'est-il pas souhaitable de toujours en apprendre d'avantage ?
Tant que j'ai l'impression de comprendre, je ne t'en tiendrai pas grief. :)

[Eridani]

Message écrit par quetzalcoatl@Jul 24 2005, 03:54 PM
Allez! je tente le coup..., je propose [b]sinusoïdale (?!?!).
Tant que j'ai l'impression de comprendre, je ne t'en tiendrai pas grief. :)
](texte cité)


oui c'est ça le terme que je cherchais, merci :laughing: .
Tu sais moi et les maths ça a jamais été une grande histoire d'amour (2/20 au BAC...) :lol:
Ceci dit ça n'empeche pas de comprendre plein de truc scientifiques.... ^^

[quetzalcoatl]

Message écrit par Eridani@Jul 24 2005, 04:43 PM
[b]Tu sais moi et les maths ça a jamais été une grande histoire d'amour (2/20 au BAC...) :lol:



On a eut des scolarités assez différentes.
Pour moi, ce fût une véritable passion.
Au bout d’un moment, je lui parlais d’épousailles.
Ah ! Maïté Mathic, belle slave au caractère si compliqué.
Puis un jour, j’sais pas s’qui s’est passé…, le clash, la rupture, on s’est séparé…
C’était au troisième mois du CM2.
Depuis, on ne s’écrit même pas… :)

[Eridani]

Toujours à propos de migration planètaire....

La présence d'une "Jupiter chaude" dans un système planètaire pourrait ne pas empecher la présence de planètes terrestres dans la partie interne pour autant.
C'est ce qui ressort d'une série de simulations conduites par 3 astronomes américains.

Resultats de l'étude(format PDF) (http://it.arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0407/0407620.pdf)

L'étude est en anglais, c'est bien dommage, on comprends pas tout :-/ .
Si un parfait anglophone passe par là :s ....

Les shémas de la dernière page montrent les résultats d'une vingtaine de simulations; des planètes telluriques se sont quand même formées malgrès la présence d'une géante gazeuse à "l'avant" du système(parfois il y a aussi une géante à longue période comme dans notre système solaire). Les eccentricités des planètes telluriques sembles diverses...sans pour autant être enormes dans la plupart des cas.

Par contre les astronomes n'envisagent la présence de planètes terrestres "derrière" la Jupiter chaude que si cette dernière a migré durant le premier million d'années du disque protoplanètaire...

[Eridani]

:up:

Le nombre d'études concluant à la migration tardive des planètes gazeuses du système solaire augmente... Le bombardement massif daté de 3,8-3,9 milliards d'années pourrait d'ailleurs s'expliquer par ces migrations.

Jupiter s'est rapprochée du Soleil, les 3 autres se sont éloignées.

Article en français :>: http://www.planetastronomy.com/astronews/a....htm#CATACLYSME (http://www.planetastronomy.com/astronews/astrn-2005/astronews-net-28sept05.htm#CATACLYSME)
Le shéma permet de bien visualiser...

:)

[quetzalcoatl]

Bonjour,

Génial! Eridan', je te remercie vivement pour cet article (en français! siwouplêê!!!)
et toute cette ribambelle de liens (en anglais) pour approfondir le sujet.
On est semble-t'il en train de construire un solide scénario sur la jeunesse du système solaire. Cette étude du bombardement tardif des planètes intérieures complète admirablement celle de A. Morbidelli sur la "migration des planètes".

Je vais lire tout cela avec le plus grand intérêt.
A bientôt, sur ce même topic... :) :) :)

[Eridani]

Moi j'ai une question qui me turlupine énormément :
Jupiter a entamé une migration interne tardive de quelques dizaines de millions de Km(les théories + indices sur les positions d'astéroïdes concordent sur ce scénario) ,ok.
Mais pourquoi diable n'a t'elle pas continué jusqu'à devenir une "Jupiter chaude" comme bon nombre de ses collègues géantes gazeuses situées dans des systèmes planètaires voisins :question:

Tentative de réponse: ben j'en ai pas vu que ça ne semble pas être le même type de migration que celle permettant à de jeunes planètes de migrer très tôt à travers le disque protoplanétaire...en effet, il y a 3,8-3,9 milliards d'années, ce disque était totalement dissipé(un tel disque dure dix millions d'années en moyenne...) !
:orbite:

[quetzalcoatl]

Bonjour,

Oui Eridan’, ta tentative d’explication ne manque apparemment pas de cohérence.
Le phénomène déclanchant, et la migration des planètes géantes, et le bombardement tardif des planètes intérieures, est la résonance orbitale s’installant à cette époque entre Jupiter et Saturne.
Comme tu en fais la remarque cela se produit dans un contexte physique très différent de celui du disque d’accrétion des débuts du système solaire (densité beaucoup plus faible).
La question initiale de la non transformation en « Jupiter chaude » reste entière mais ne s’appliquerait pas pour la migration de – 3.8 milliards d’années, mais 700 millions d’années plus tôt, lors de la mise en place des planètes dans le disque protoplanétaire.
Ce n’est pas à toi que je vais apprendre que l’observation courante de « Jupiter chaudes » ne doit pas forcément nous conduire à penser que cette situation est statistiquement prédominante. La fréquence de ces schémas trouvée dans les systèmes stellaires est (indiscutablement ?) le résultat d’un biais observationnel. :)

[Eridani]

Effectivement, il y a un sacré biais dû aux méthodes usées(vitesse radiale et transit depuis le sol)...maintenant, sans pour autant dire que les systèmes avec Jupiter chaude sont statistiquement majoritaires, on peut dire qu'ils sont nombreux dans la Galaxie. :)

Bref pour ma question, le mystère reste entier... :s

[Eridani]

Bon, j'ai retrouvé un article en français sur la migration des 4 planètes gazeuses comme cause de l'épisode du bombardement intense tardif basé sur les travaux de Morbidelli (http://www.obs-nice.fr/morby/).
Article => http://www.obs-nice.fr/michel/CommuniqueLHB.htm

Une vidéo résumant l'évolution orbitale est dispo à cette adresse => http://www.obs-nice.fr/michel/FilmLHB.htm
Le bombardement massif commence dans la vidéo à 880 millions d'années.

Quoi? Qu'entends-je !pomoi! ? Cette théorie me passionne au point que je remonte un vieux sujet? Et bien oui... :a:

:orbite:

[quetzalcoatl]

Ce petit clip est très révélateur de la brutalité du phénomène... :b:

Une réflexion encore, es-ce un hazard qu'il se produise au moment que beaucoup considère comme celui de l'apparition de la vie sur notre planète ? :)

[Eridani]

Effectivement, la phase de bombardement massif a peut-être joué un rôle fondamental ou de "coup de fouet" dans l'appartition/évolution de la vie... :rolleyes:

Mais bon, la vie est peut-être apparue plus tôt !pomoi!
http://perso.wanadoo.fr/sciences-et-enseig...s/galaxie1.html (http://perso.wanadoo.fr/sciences-et-enseignement/Pages/galaxie1.html)

[quetzalcoatl]

Bonsoir,

Vous avouerez que j'ai de la suite dans les idées... :lol:

http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-morbidelli-2005-conf.xml

J'ai découvert cela en voulant effectuer des recherches pour poster sur le sujet exo-Jupiter, mais j'ai pensé que cette conférence serait plus à sa place, ici.