Astronomie

Jupiters chauds et « chauds » expulsant des planètes telluriques ?

Jupiters chauds et « chauds » expulsant des planètes telluriques ?


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J'ai vu dans des documentaires que si une planète de la taille de Jupiter migrait près de son étoile, elle éliminerait les planètes terrestres en cours de route. Cela a du sens et je suis sûr que la plupart des modèles prédisent cela, mais avons-nous des preuves ?

En effet, le sondage Kepler (prenant Kepler 1-447) a trouvé 34 planètes> 6 R (Terre) à moins de 0,1 UA de l'étoile et la seule où une autre planète a été trouvée était Kepler 424 qui a également une planète de la taille de Jupiter à 0,73 UA . Trois Jupiters « chauds » (0,1-1,7 UA) sur 47 ont des planètes de la taille de la Terre découvertes dans le même système et tous sont des « mini-systèmes solaires » avec les planètes plus petites à l'intérieur. (K68,90 et 407). Si vous incluez les "super-terres" (R = 1,25-2,0 R(Terre)), alors il y a 7 étoiles supplémentaires trouvées avec des "Jupiters chauds" dans plusieurs systèmes. Les super-terres sont toujours toutes à l'intérieur de celles de Jupiter (bien que K18,89 et 118 aient des Jupiters inférieurs à 0,2 UA).

Ma question est:

Cette découverte est-elle la preuve que la migration des Jupiters a expulsé des planètes telluriques ou est-ce que leur existence rend les signaux des planètes "extérieures" difficiles à discerner ? Et qu'en est-il des planètes plus petites qui migrent « derrière » celles de Jupiter ?


Ce n'est pas la preuve qu'ils ont éjecté d'autres planètes intérieures, car il existe de nombreuses autres explications pour lesquelles nous n'avons pas observé de compagnons. Steffen et al. (2012) ont analysé les données de Kepler - probablement certains des mêmes exemples que vous avez examinés - et ont proposé plusieurs explications en plus de l'hypothèse de la diffusion sans compagnons à cause de la planète-planète :

  • Les planètes intérieures ne se sont jamais formées. Il est possible que les mécanismes des systèmes avec des Jupiters chauds empêchent la formation des planètes intérieures ; les auteurs ne savent pas exactement quels pourraient être ces mécanismes.
  • Les planètes sont trop petites pour être vues pendant les transits. C'est la première explication basée sur le biais de détection. Évidemment, Kepler a ses limites, et il est tout à fait possible que les systèmes aient de petits corps qu'ils ne peuvent tout simplement pas détecter.
  • Les planètes ont une masse trop faible. Il est possible qu'il y ait des planètes avec des masses si faibles que les variations temporelles de transit (TTV) sont trop petites pour Kepler de les voir.
  • Les planètes ont des inclinaisons mutuelles élevées. En d'autres termes, il pourrait y avoir des planètes avec des orbites fortement inclinées par rapport aux orbites chaudes des Jupiters ; nous ne détectons que ceux à des inclinaisons favorables à la détection de notre angle.

Les options suggérées par les auteurs reposent principalement sur des biais expérimentaux plutôt que sur des possibilités théoriques.

Une chose qui m'a troublé lorsque j'ai lu votre question était l'hypothèse selon laquelle les Jupiters chauds migrent principalement en raison de la diffusion planète-planète. Lévison et al. argumenter que chaud Les Jupiters (c'est-à-dire les planètes géantes avec des axes semi-grands d'environ 1 UA) sont plus susceptibles d'avoir migré via la diffusion planète-planète, car il fournit un mécanisme d'arrêt via l'amortissement, en supposant que les échelles de densité du nombre planétésimal sont appropriées. Cela se produit lorsque l'énergie nécessaire pour déplacer les planétésimaux de leurs orbites est supérieure à l'énergie perdue par le changement d'orbite de la planète. Étant donné que les planétésimaux ne peuvent pas survivre longtemps sur des orbites inférieures à environ deux fois le rayon stellaire, les Jupiters chauds n'atteignent pas les demi-grands axes inférieurs à 0,03 à 0,1 UA (voir Murray et al. (1998)).

Les Jupiters chauds, d'un autre côté, peuvent être en grande partie provoqués par la migration des disques de gaz de type II, où les planètes géantes créent un espace dans un disque protoplanétaire qui apporte par la suite de la matière ; cela rapproche ensuite la planète de l'étoile, conduisant finalement à un Jupiter chaud. Voici une visualisation, de Planet Hunters :


  • Lorsqu'une étoile devient une supernova, elle - l'ancêtre - devient soit une étoile à neutrons, soit un trou noir. Il y a aussi de fortes chances que l'étoile soit complètement détruite.
  • Certaines explosions de supernova ont un pic de luminosité optique comparable à celui d'une galaxie entière. Il commence alors à s'estomper - un processus qui peut prendre plusieurs semaines, voire plusieurs mois.
  • Les novae sont beaucoup moins lumineuses que les supernovas en tant que telles, elles sont également moins énergétiques.
  • Le mot supernova a été inventé pour la première fois en 1931 par Walter Baade et Fritz Zwicky.
  • L'une des supernovae les plus récentes et directement observées s'est produite en 1604. Elle s'appelait la supernova de Kepler et s'est produite dans notre galaxie de la Voie lactée dans la constellation d'Ophiuchus.
  • Mis à part la supernova de Kepler, d'autres vestiges de supernovas encore plus récentes ont été découverts.
  • Sur la base des observations de supernovae dans d'autres galaxies, on suppose qu'elles se produisent dans la Voie lactée environ trois fois par siècle – en moyenne.
  • La supernova à l'œil nu la plus récente était SN 1987A - elle s'est produite après l'explosion d'une étoile supergéante bleue dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de la Voie lactée.
  • Les supernovae peuvent expulser plusieurs masses solaires de matière à des vitesses atteignant certains pourcentages de la vitesse de la lumière.
  • Lorsque cela se produit, une onde de choc en expansion est entraînée dans le milieu interstellaire environnant. Il balaie une coquille en expansion de gaz et de poussière observée comme un reste de supernova.
  • Les supernovae sont des sources majeures d'éléments dans le milieu interstellaire.
  • Fait intéressant, l'onde de choc en expansion d'une supernova peut déclencher la formation de nouvelles étoiles.
  • Les restes de supernova pourraient être une source de rayons cosmiques et pourraient produire des ondes gravitationnelles – bien que cela n'ait été observé que dans les fusions de trous noirs et d'étoiles à neutrons.
  • Actuellement, des études théoriques suggèrent que la plupart des supernovae sont déclenchées par l'un des deux mécanismes de base suivants : le rallumage soudain de la fusion nucléaire dans une étoile dégénérée, ou l'effondrement gravitationnel soudain du noyau d'une étoile massive.

Le mot "nova" est d'origine latine et se traduit par "nouveau". Cela fait en fait référence à ce qui semble être une nouvelle étoile brillante temporaire. Le préfixe "super-" a été ajouté pour distinguer les supernovae des novas ordinaires, qui sont beaucoup moins lumineuses.

En général, les supernovae dans d'autres galaxies ne peuvent pas être prédites avec suffisamment de précision. Cependant, de nombreux astronomes amateurs ont grandement contribué à la découverte de supernovae grâce aux télescopes optiques. Les astronomes professionnels et amateurs traquent ces événements célestes car ils sont très rares.


22.0 Anticiper

Figure 1. Au cours des phases ultérieures de l'évolution stellaire, les étoiles expulsent une partie de leur masse, qui retourne dans le milieu interstellaire pour former de nouvelles étoiles. Cette image du télescope spatial Hubble montre une étoile perdant de la masse. Connue sous le nom de Menzel 3, ou la nébuleuse de la fourmi, cette belle région de gaz expulsé se trouve à environ 3000 années-lumière du Soleil. On voit une étoile centrale qui a éjecté de la masse préférentiellement dans deux directions opposées. L'objet mesure environ 1,6 années-lumière de long. L'image est codée par couleur : le rouge correspond à une ligne d'émission de soufre, du vert à l'azote, du bleu à l'hydrogène et du bleu/violet à l'oxygène. (crédit : modification des travaux par la NASA, l'ESA et The Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

Le Soleil et les autres étoiles ne peuvent pas durer éternellement. Finalement, ils épuiseront leur combustible nucléaire et cesseront de briller. Mais comment évoluent-ils au cours de leur longue vie ? Et que signifient ces changements pour l'avenir de la Terre ?

Nous passons maintenant de la naissance des étoiles au reste de l'histoire de leur vie. Ce n'est pas une tâche facile car les étoiles vivent beaucoup plus longtemps que les astronomes. Ainsi, nous ne pouvons pas espérer voir l'histoire de la vie d'une seule étoile se dérouler sous nos yeux ou nos télescopes. Pour en savoir plus sur leur vie, nous devons sonder autant d'habitants stellaires de la Galaxie que possible. Avec de la minutie et un peu de chance, nous pouvons en attraper au moins quelques-uns à chaque étape de leur vie. Comme vous l'avez appris, les étoiles ont de nombreuses caractéristiques différentes, les différences résultant parfois de leurs masses, températures et luminosités différentes, et d'autres fois dérivées de changements qui se produisent avec l'âge. Grâce à une combinaison d'observation et de théorie, nous pouvons utiliser ces différences pour reconstituer l'histoire de la vie d'une étoile.


Astrobiologie à Houston : des fossiles à SETI

La téléconférence de la NASA lors de l'Astrobiology Science Conference 2010 à Houston a offert des nouvelles intéressantes sur la découverte de fossiles microscopiques dans le gypse datant d'une période d'environ six millions d'années, lorsque la mer Méditerranée s'était pratiquement asséchée. Le gypse (sulfate de calcium) précipite hors de l'eau de mer, et la découverte a des implications pour trouver la vie sur Mars, comme je l'expliquerai dans un instant.

Ce qui m'a fait rire, cependant, c'est qu'après une discussion entre quatre astrobiologistes chevronnés sur l'apparition de la vie sur Terre et les meilleurs moyens de la rechercher ailleurs, la première question des journalistes portait sur les opinions de Stephen Hawking sur les extraterrestres, et si la NASA avait une politique sur les émissions vers les étoiles.

La réponse est clairement non, et Mary Voytek de la NASA a noté les divergences d'opinion entre les scientifiques de l'agence sur la question, incitant Steven Squyres (de la renommée du rover Mars) à noter que nos signaux sont déjà en jeu sous forme de télévision. les émissions et les signaux radar planétaires. Je pense que Bill Schopf, qui a introduit la recherche sur les micro-fossiles, a dû être amusé de voir son travail aussi rapidement éclipsé. Mais Schopf (UCLA) et Jack Farmer (Arizona State) sont sur quelque chose qui a des implications pour les futures missions de retour d'échantillons de Mars, alors mettons Hawking et les extraterrestres de côté.

Micro-fossiles et Mars

Il s'avère que peu de travaux ont été réalisés avec des fossiles conservés dans du gypse car, comme l'a dit Schopf, la plupart des scientifiques supposaient que les dépôts de sulfate subissent des changements sédimentaires qui, comme pour les carbonates, écraseraient de si petits fossiles, c'est pourquoi vous ne le faites pas, pour exemple, trouver des micro-fossiles conservés dans le calcaire sur Terre. Mais il s'avère que Schopf et Farmer ont trouvé des fossiles dans de nombreux gisements de gypse. Et la suite intéressante est que Mars a de vastes zones au pôle nord et dans la région équatoriale près de Valles Marineris où le gypse est courant. Le rover Opportunity, en fait, a atterri sur un gisement de sulfate.

Maintenant que nous savons qu'une biosignature peut être conservée dans les sulfates, nous pouvons réfléchir aux implications de la mission. Car le gypse est suffisamment mou pour être creusé avec le bras robotique d'un rover. Il est également soluble dans l'eau. Dissolvez la matière minérale et vous pourriez trouver des amas de matière organique et peut-être des fossiles, qui ont tous servi de fourrage pour la discussion ultérieure de Steve Squyres sur une séquence de trois missions sur Mars, incorporant un rover pour collecter des échantillons, un atterrisseur qui ramasserait et un orbiteur qui récupérerait les échantillons et ramènerait le colis sur Terre.

Glace d'astéroïde et matières organiques

Les nouveaux articles sur les spectres infrarouges de l'astéroïde de la ceinture principale 24 Themis, qui montrent une couche givrée de glace d'eau et de matières organiques sur l'objet, sont également dignes de mention astrobiologique (et brièvement discutés lors de la téléconférence). La glace était une découverte inhabituelle, car à cette distance (environ 480 millions de kilomètres du Soleil), la glace n'est pas stable et doit être reconstituée. Themis a un diamètre d'environ 200 kilomètres et il est possible que la reconstitution vienne de l'intérieur, ce qui nous rappelle des scénarios dans lesquels des objets entrants ont apporté de l'eau à la Terre primitive.

Cette histoire de la BBC sur la découverte de l'astéroïde cite Andy Rivkin (Johns Hopkins) à ce sujet :

“Trouver de la glace dans Themis et la famille Themis ouvre la possibilité que vous ayez apporté de l'eau d'astéroïdes ainsi que des comètes et cela permet potentiellement d'apporter beaucoup plus d'eau et cela permet également aux compositions isotopiques de déterminer le façon dont nous en avons besoin, pour correspondre à la Terre.”

Cette dernière référence est au fait que l'eau de la Terre ne correspond pas bien aux comètes comme origine unique. L'ajout d'astéroïdes glacés au mélange pourrait résoudre la complication. Pour plus d'informations à ce sujet, voir Campins et al., “Water ice and organics on the surface of the assteroid 24 Themis,” Nature 464 (29 avril 2010), pp. 1320-1321 (résumé) et Rivkin et Emery, “Detection of ice and organics on an assteroidal surface,” Nature 464 (29 avril 2010), pp. 1322-1323 (résumé).

SETI entre en scène

La conférence scientifique sur l'astrobiologie se termine aujourd'hui par des sessions matinales sur les biosignatures et la quête de la vie sur Mars. Deux sessions SETI ont eu lieu dans l'après-midi, la dernière dans l'esprit du débat Hawking qui a fait rage sur le Net toute cette semaine. Cette session s'intitule "Engagement mondial et construction de messages interstellaires". Présidée par Frank Drake et Douglas Vakoch, elle aborde les subtilités de la communication entre des êtres intelligents d'histoires évolutives et cognitives totalement différentes. Il est bon de voir que Jim et Gregory Benford discuteront de leurs idées sur les balises interstellaires à coût optimisé, qui ont fait l'objet de nombreux débats dans ces pages, lors de la précédente session SETI. Consultez le site AbSciCon2010 pour les résumés.

Claudio Maccone a également appelé hier de Houston. Il a participé à l'AbSciCon 2010 avec des présentations par affiches sur les utilisations de la transformation de Karhunen-Loève dans SETI, en particulier en ce qui concerne les sources à déplacement rapide, et notre capacité à utiliser le KLT dans les futures communications spatiales avec nos propres sondes. L'idée de Maccone d'un "pont radio" utilisant les lentilles gravitationnelles du Soleil et d'Alpha Centauri "permettant des communications interstellaires avec pas plus de puissance qu'un téléphone portable" devrait bien convenir à ce public. Pour en savoir plus sur le KLT, consultez cet article précédent et recherchez ici le pont radio.


Jupiters chauds et &ldquowarm&rdquo expulsant des planètes telluriques ? - Astronomie

"Les propriétés remarquables des comètes ne sont même pas explicables à distance par l'une des nombreuses hypothèses ad hoc de la théorie des comètes" moderne "."
— RA Lyttleton, FRS, Voyage au centre de l'incertitude, spéculations en science et technologie.

Un soutien supplémentaire à la puissance prédictive du modèle ELECTRIC UNIVERSE® vient de la mission Stardust de la NASA sur la comète Wild 2 et de la découverte que la comète est faite de « matériau rocheux, comme un astéroïde ». Cela a été la pierre angulaire de la reconstruction de l'histoire récente du système solaire en utilisant toutes les preuves médico-légales dont nous disposons. Cette méthode est tout à fait distincte de l'approche théorique adoptée par les astronomes et les astrophysiciens conventionnels qui essaient d'imaginer comment les choses étaient au début, puis avancent dans le temps en concoctant des événements ad hoc selon les besoins pour tenter de correspondre à ce que nous voyons aujourd'hui. L'enquête ELECTRIC UNIVERSE® montre que le système solaire a radicalement changé dans le court laps de temps de l'humanité intelligente sur cette Terre. De telles discontinuités rendent l'approche théorique sans valeur.

La cosmologie du plasma montre que les étoiles naissent dans un événement de décharge électrique galactique impliquant le puissant effet électromagnétique « pince en Z ». La gravité peut être ignorée. Les étoiles compagnes et les planètes géantes gazeuses naissent plus tard lorsque le pincement en Z s'atténue et que les nouvelles étoiles s'adaptent à leur environnement électrique changeant en expulsant la matière de leurs noyaux. Cela explique l'anomalie apparente des "Jupiters chauds" trouvés en orbite étroite autour d'étoiles proches. Quelque temps plus tard encore, en atteignant la stabilité orbitale grâce à des rencontres électriques avec d'autres corps planétaires, les géantes gazeuses peuvent expulser de la matière de l'intérieur pour former des lunes et des anneaux compagnons. Une partie de cette matière s'échappe du parent pour former des corps planétaires, astéroïdes, cométaires et météoroïdaux.

Dans le modèle ELECTRIC UNIVERSE®, il est vain de rechercher des restes du gaz et de la poussière primordiaux à partir desquels le système solaire est censé s'être effondré. Les comètes ne sont pas des composites primordiaux. La matière dans les comètes (et les astéroïdes et les météorites) a subi plusieurs processus, d'abord dans une étoile, puis dans une géante gazeuse et peut-être une planète rocheuse avant d'être déchargée dans l'espace. La même décharge qui donne naissance à ces petits corps peut les brûler en noir et laisser des taches de naissance distinctives sous la forme de grands cratères en arc. C'est ainsi que des astéroïdes, comme Mathilde, peuvent être recouverts de cratères gigantesques sans subir aucune perturbation.

Avec ce modèle à l'esprit, il est instructif de comparer des extraits de deux rapports scientifiques populaires suivis de prédictions antérieures de l'UNIVERS ÉLECTRIQUE®.

Du service d'information NewScientist.com, 24 janvier 2008 :

Les échantillons de comètes ressemblent étonnamment à des astéroïdes

Par David Shiga

Des échantillons de Comet Wild 2 suggèrent qu'il est fait de matériaux rocheux, comme un astéroïde, plutôt que de la poussière pelucheuse attendue d'une comète. L'objet peut être un réfugié qui s'est formé dans la ceinture d'astéroïdes avant d'être projeté dans les franges froides du système solaire, ou il pourrait s'être formé dans ce royaume glacial à partir de matériaux jetés hors du système solaire interne, selon les scientifiques.

La mission Stardust de la NASA a été balancée par la comète Wild 2 en 2004 pour capturer les particules libérées par l'objet de 5 kilomètres et les a renvoyées sur Terre en 2006. Depuis lors, les scientifiques ont soigneusement analysé les fragments microscopiques qu'il a collectés.
Dès le début, les scientifiques ont trouvé des preuves surprenantes que Wild 2 contenait du matériel du système solaire interne qui avait été chauffé à plus de 1000°C en raison de sa proximité avec le Soleil.

Maintenant, les scientifiques ont de nouveau été surpris car une étude plus approfondie suggère que Wild 2 est principalement composé de matériaux du système solaire interne, et que l'objet a une composition plus proche de celle d'un astéroïde que celle attendue d'un comet. La conclusion vient d'une étude menée par Hope Ishii du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) à Livermore, Californie, États-Unis.

« Don Brownlee, scientifique en chef de Stardust de l'Université de Washington à Seattle, aux États-Unis, qui n'a pas participé à l'étude, se dit d'accord avec sa conclusion principale. "Probablement que la majeure partie de la masse de la comète est en fait du matériel du système solaire interne qui a été transporté du système solaire interne vers l'extérieur", a-t-il déclaré au New Scientist.

‘Comète semblable à un astéroïde’

L'image qui se dégage est que Wild 2 semble être une sorte de comète semblable à un astéroïde, Ishii a dit Nouveau scientifique. Wild 2 s'est peut-être formé dans le système solaire externe à partir de matériaux qui y avaient dérivé du système solaire interne, dit-elle. Alternativement, l'objet lui-même aurait pu se former plus près du Soleil, puis migrer vers l'extérieur plus tard, dit-elle.

Wild 2 devrait toujours être considéré comme une comète, ajoute-t-elle, car il rejette du gaz et de la poussière alors que la glace à sa surface s'évapore au soleil. Mais elle dit que les nouvelles découvertes renforcent l'idée qu'il n'y a pas de ligne de démarcation nette entre les comètes et les astéroïdes. "C'est une bonne indication qu'il existe un continuum entre les astéroïdes et les comètes", dit-elle.

Certains objets de la ceinture extérieure d'astéroïdes ont été surnommés "comètes de la ceinture extérieure" car ils contiennent beaucoup de glace qui produit parfois des queues lorsqu'elle s'évapore sous l'effet de la chaleur du Soleil. Et certains objets du système solaire externe au-delà de Neptune semblent être de composition rocheuse, comme les astéroïdes, explique le co-auteur John Bradley, également de Lawrence Livermore.

Et dans le magazine Science du 25 janvier 2008, vient le rapport suivant de Richard A. Kerr :

Où est passée toute la poussière d'étoiles ?

La surprise a suivi la surprise des cosmochimistes analysant l'échantillon de poussière que le vaisseau spatial Stardust a renvoyé de la comète Wild 2 en janvier 2006. Premièrement, ils ont trouvé de minuscules taches de minéraux autrefois fondus, un matériau très différent de la poussière brute et primordiale qu'ils s'attendaient à voir. Un tel matériau inaltéré, dit présolaire, était l'ingrédient principal des planètes rocheuses et on pensait qu'il abondait en comètes glacées. Mais les chercheurs rapportent qu'ils n'ont pas réussi à en trouver un seul grain.

"Pour ceux d'entre nous qui étudient les matériaux présolaires, cela s'est avéré être un peu un échec", explique le cosmochimiste Larry R. Nittler du département du magnétisme terrestre de la Carnegie Institution of Washington à Washington, D.C. "Wild 2 semble plus lié aux astéroïdes qu'aux comètes", parce que tous les astéroïdes ont été modifiés à partir des matériaux de départ primitifs du système solaire. Pourtant, "la mission a été un énorme succès", déclare John Bradley du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) en Californie, co-auteur de l'article de Science. "Cela change la façon dont nous pensons aux comètes."

En tout, "On dirait que Wild 2 ressemble plus à un astéroïde qu'à une comète primitive", dit Ishii. Brownlee est d'accord. Plutôt que de préserver les ingrédients d'origine des planètes, les comètes – ou du moins Wild 2 – semblent être chargées de matériaux d'abord altérés par la grande chaleur près du jeune soleil, dit-il. Ensuite, ces matériaux altérés ont dû être transportés vers les confins de la nébuleuse, où les comètes les ont incorporés. "Je dirais qu'une grande partie des matériaux nébulaires [les plus externes] ont probablement été transportés là-bas" depuis beaucoup plus près du soleil, dit Brownlee, "ce qui est assez étonnant". Maintenant, personne ne sait du tout où pourraient résider les matériaux primitifs persistants du système solaire.

Commenter: Il est clair d'après des déclarations comme celles ci-dessus que la réflexion sur les comètes ne va pas changer sensiblement tant que les hypothèses de base des astronomes sur la formation du système solaire restent incontestées. Comme d'habitude, un certain nombre d'idées post hoc et ad hoc ont dû être ajoutées à une théorie qui ne fonctionne pas - la théorie de l'accrétion gravitationnelle de la formation du système solaire.

La comète — Lien astéroïde dans l'UNIVERS ÉLECTRIQUE®

J'ai écrit pour la première fois sur ce sujet dans un article pour la Société britannique d'études interdisciplinaires Chronology and Catastrophism Review 1988, Vol. X, intitulé “Formation of Chondritic Meteorites and the Solar System” :

Selon le scénario [ELECTRIC UNIVERSE®], les comètes, les astéroïdes et les météorites ont une origine commune. On ne suppose pas que ces corps aient quoi que ce soit à voir avec une nébuleuse solaire primordiale hautement problématique. Par conséquent, par exemple, l'hypothèse "Oort Shell" des comètes entourant le système solaire est considérée comme une fiction inutile. En effet, le professeur Ray Lyttleton a décrit la théorie d'Oort Shell comme "un déchet".

Le professeur S. Vsekhsviatskii, directeur de l'observatoire de Kiev et chef de la faculté d'astronomie de l'université de Kiev, a conclu de ses études sur les comètes que :

je). La mécanique céleste, la distribution et les statistiques des orbites cométaires, et la considération de la cinématique du système cométaire ne laissent aucun doute sur le fait que toutes les comètes, et donc les produits de leur désintégration, se sont formées à l'intérieur du système solaire, et se sont formées un peu plus tard, en moyenne, que les planètes.

ii). L'existence des familles de comètes à courte période de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, et les particularités de leur mouvement et de leur nature - leur chimie, la présence de glace dans leurs noyaux, leur association étroite avec Jupiter avant la découverte , etc. – démontre l'origine récente des comètes.

Ceci est en accord avec la théorie du développement éruptif des planètes, telle que développée par Lagrange, Proctor, Crommelin et Vsekhsviatskii. Des enquêtes récentes et complètes d'Everhart (1969) ont confirmé une fois de plus que les particularités de la distribution observée des orbites des comètes à courte période ne peuvent pas être expliquées sur la base de l'hypothèse de la « capture gravitationnelle ». En effet, Fred Whipple dans son récent livre, The Mystery of Comets, écrit :

Un tracé des orbites des comètes à courte période projetées sur le plan de l'orbite de Jupiter montre un regroupement remarquable. L'anneau de leurs courbes d'aphélie décrit magnifiquement l'orbite de Jupiter. La conclusion est claire depuis plus d'un siècle ! L'énorme masse attrayante de Jupiter a en quelque sorte rassemblé les deux tiers de toutes les comètes à courte période dans une famille.
Le 7 mars 1979, Voyager 1 a découvert de manière inattendue un faible anneau de débris rocheux sombres encerclant la planète Jupiter. Selon les mots du Dr Bradford A. Smith, chef de l'équipe de photographie de Voyager ‘Maintenant, on découvre que Jupiter a un anneau et nous devons inventer une théorie pour l'expliquer.’

Deux mois après la découverte de l'anneau autour de Jupiter, l'Union soviétique a revendiqué le mérite conjoint de la découverte, affirmant que Vsekhsviatskii avait prédit l'existence de l'anneau dès 1960 dans un journal appelé Izvestia de l'Académie arménienne des sciences. Le passage de l'article concerné est le suivant :

« L'existence de processus d'éjection actifs dans le système de Jupiter, démontrée par l'astronomie des comètes, donne des raisons de supposer que Jupiter est encerclée de comètes et de météorites sous la forme d'un anneau similaire à l'anneau de Saturne. »

Malgré le fait de sa priorité, le nom de Vsekhsviatskii est resté manifestement absent de la littérature scientifique concernant les comètes et les anneaux planétaires. Étant donné que les mathématiciens semblent être l'arbitre final de la théorie astronomique à cette époque, il n'est pas surprenant que les travaux de Vsekhsviatskii aient été ignorés car ils ont immédiatement calculé que l'énergie nécessaire pour faire exploser la matière de Jupiter serait suffisante pour atomiser totalement l'éjecté. Matériel. Une approche plus scientifique aurait été d'examiner ses découvertes prometteuses et d'envisager d'autres mécanismes.

En l'occurrence, il a été laissé à deux astronomes [C. E. R. Bruce et Eric Crew] avec un intérêt particulier pour les phénomènes de décharge électrique pour proposer un mécanisme d'éjection prometteur qui pourrait expliquer les caractéristiques des comètes et des météorites.

T. van Flandern a proposé la formation de comètes, de météorites, d'astéroïdes et de tectites à partir de l'explosion d'une ancienne planète plus grande du système solaire par un mécanisme inconnu. Il montre combien d'anomalies dans les caractéristiques de notre système solaire peuvent être simplement expliquées par un tel événement. La stratification des types chondritiques au sein de la ceinture d'astéroïdes indique certainement au moins quatre événements distincts dans cette région du système solaire. Les différences de composition des météorites de ces régions peuvent être un diagnostic des corps parents.

Il faut se rappeler que toutes les planètes géantes ont des systèmes d'anneaux éphémères, qui par cette théorie sont révélateurs d'une expulsion passée de matière. Les anneaux de Saturne semblent être les plus récents.

“… Conclusion et implications

L'hypothèse de la décharge électrique semble offrir, pour la première fois, la possibilité d'une explication de toutes les caractéristiques particulières des chondrites. Par extension, elle offre un mécanisme plus plausible pour la création d'astéroïdes, de comètes, de lunes, de planètes, d'anneaux planétaires et d'étoiles compagnes que ne le fait l'hypothèse nébulaire. Il s'ensuit que l'histoire du système solaire a été une évolution continue plutôt que de création, à peu près comme nous le voyons maintenant, à partir d'une nébuleuse il y a 5 milliards d'années suivie d'une paix relative depuis cet événement.

“..il n'y a aucune différence entre l'apparition d'un noyau de comète et d'un astéroïde. Un objet schizoïde, Chiron, a été appelé à la fois astéroïde et comète à des moments différents. Pourtant, les astéroïdes sont considérés comme des corps beaucoup plus évolués que les comètes. L'UNIVERS ÉLECTRIQUE® propose que leur origine soit identique et qu'un affichage cométaire soit entièrement dû au mouvement très excentrique d'un corps chargé dans le champ électrique radial du Soleil.”

Également de Comet Wild 2, 06 janvier 2004 :

Et comment le modèle ELECTRIC UNIVERSE® correspond-il à cette image ?

‘Le modèle de comètes ELECTRIC UNIVERSE® a une explication simple et cohérente de toutes les caractéristiques et du comportement des comètes.

« Les comètes ne sont pas des restes de la formation du système solaire. Les théories actuelles de la formation des systèmes planétaires ne peuvent de toute façon pas expliquer notre système solaire.

‘Tout comme il n'y a pas de matière noire invisible requise dans la galaxie pour sauver la théorie de l'UNIVERS ELECTRIQUE®, il n'y a pas de nuage de comètes d'Oort invisible requis pour fournir une source de comète théorique. Dans ELECTRIC UNIVERSE® –, ce que vous voyez est tout ce dont vous avez besoin.

Les comètes sont le résultat de l'usinage par décharge électrique des corps planétaires qui se produit dans l'évolution catastrophique des orbites planétaires. Il est beaucoup trop simpliste de supposer que les planètes se sont formées avec le Soleil et sont restées sur leurs orbites actuelles depuis lors.

‘En plus d'éliminer la poussière, les forces électriques gargantuesques d'un éclair interplanétaire sont capables de projeter des montagnes entières dans l'espace depuis la surface d'une planète. Les comètes et les astéroïdes peuvent être formés de cette façon.

Et la même décharge qui donne naissance aux comètes et aux astéroïdes peut les brûler en noir et laisser des taches de naissance distinctives sous la forme de grands cratères en arc. C'est ainsi que des astéroïdes, comme Mathilde, peuvent être recouverts de cratères gigantesques sans subir aucune perturbation.

‘Les calculs de densité basés sur la théorie des perturbations gravitationnelles ne valent rien. La gravité est une force électrique dipolaire faible entre des particules subatomiques. Ainsi, la répartition des charges dans un corps affecte fortement la gravité. Les comètes sont des corps hautement chargés et présenteront une gravité anormale. La constante gravitationnelle de Newton, ’ G, est une variable dépendante. Elle dépend de l'état électrique d'un corps.

« Des chercheurs de la NASA en ont annoncé le 13 mars un autre dans le long cortège de surprises concernant les comètes. Les grains de la comète Wild 2, piégés dans l'aérogel et retournés sur Terre, étaient beaucoup plus gros que prévu et fabriqués à partir des mêmes minéraux à haute température que ceux trouvés dans les météorites les plus abondantes. Cette découverte était si inattendue qu'on a pensé qu'un premier échantillon était une contamination du vaisseau spatial.

Encore une fois, plutôt que de revoir les hypothèses sur l'origine des comètes, les scientifiques de la NASA ont introduit un autre ajout ad hoc à la théorie des comètes. Maintenant, le Soleil doit d'une manière ou d'une autre éjecter de la matière de l'intérieur de l'orbite de Mercure jusqu'au-delà de l'orbite de Pluton, où il s'accumule d'une manière ou d'une autre pour former des comètes. Le mot "d'une certaine manière" est surmené à mort dans la théorie des comètes.

..Si des prédictions réussies sont la marque d'une bonne théorie, la théorie standard des comètes n'a aucune valeur.

« Maintenant, nous avons la preuve, livrée sur Terre directement depuis une comète. Ils sont fabriqués à partir des mêmes minéraux que nous trouvons dans les météorites et les astéroïdes. Ils sont composés de matériaux rocheux et planétaires. Ils ne sont pas primordiaux.


Des dizaines d'exoplanètes rocheuses pourraient être sèches et sans vie, selon les astronomes

Les astrobiologistes aiment penser que la formation de systèmes solaires se traduit par des chaudrons remplis de cornes d'abondance de composés moléculaires qui font que les mondes terrestres ont juste envie de former la vie. Mais les observations d'un disque de débris en érosion autour de l'étoile naine rouge voisine AU Microscopii (AU Mic) suggèrent que les jeunes planètes en orbite autour de ces étoiles M peuvent être sèches et sans vie.

Vue d'artiste de la vue d'une planète et d'une lune hypothétiques autour de l'UA Microscopii

Crédit : NASA/ESA/G. Bacon (STScI)

Les observations --- décrites la semaine dernière lors de la réunion d'hiver de l'American Astronomical Society (AAS) ici à Seattle, détaillent les toutes premières images d'un disque de débris autour d'une jeune étoile naine rouge. Observant avec le télescope spatial Hubble de la NASA et le très grand télescope (VLT) de l'Observatoire européen austral au Chili, la jeune étoile de 23 millions d'années se trouve à seulement 32 années-lumière dans la constellation australe de Microscopium.

"Si AU Mic est représentatif, cela implique qu'il restera peu de choses dans le disque au moment où les planètes de la zone habitable se seront suffisamment refroidies pour retenir les volatiles", écrit une équipe internationale dirigée par John Wisniewski de l'Université d'Oklahoma à Norman. . L'équipe note que le disque d'AU Mic devrait être complètement érodé dans un autre million et demi d'années.

Environ soixante-dix pour cent de toutes les étoiles ont tendance à être des naines rouges de faible masse. Si même la moitié produisent des planètes qui sont susceptibles d'être astrobiologiquement mort-nées, cela réduit considérablement les chances de toute sorte de vie extrasolaire.

Le paradigme standard pour la propre formation de la Terre est qu'elle s'est formée à sec avec une surface en fusion chaude. Mais sur des centaines de millions d'années, il a accumulé de l'eau et d'autres éléments constitutifs moléculaires nécessaires provenant des astéroïdes et des comètes de notre premier système solaire extérieur.

À ce jour, seulement environ 40 étoiles ont été observées pour abriter des disques de débris diffusant la lumière des étoiles qui révèlent la présence de si petites particules, m'a dit Glenn Schneider, co-investigateur de l'équipe et astronome à l'observatoire Steward de l'Université d'Arizona. "Ce n'est pas parce qu'ils sont considérés comme rares, mais plutôt parce qu'ils sont difficiles à observer et que nous ne voyons probablement que la pointe de l'iceberg", a-t-il déclaré.

L'équipe a rapporté via le Space Telescope Science Institute qu'elle avait repéré au moins six taches poussiéreuses avec des diamètres suffisamment grands pour s'étendre de notre Soleil à notre propre Jupiter, sur le côté sud-est du disque d'AU Mic. Ils se déplacent à des vitesses comprises entre 9 000 et 27 000 mph assez rapidement pour échapper aux embrayages gravitationnels de l'étoile, note l'institut.

Ces taches semblent éjecter des particules du disque, qui a probablement commencé avec un bord extérieur de petits corps glacés, un peu comme la ceinture de Kuiper de notre système solaire primitif. Si ce disque n'avait pas été érodé, l'équipe dit qu'elle aurait pu fournir de la glace pour ensemencer ses planètes intérieures sèches.

Le mécanisme physique responsable de l'expulsion des gouttes de matériel du disque d'AU Mic est toujours une question ouverte, m'a dit Wisniewski. Une idée est que de puissantes éjections de masse coronale fournissent la force nécessaire pour expulser le matériau du disque. Et l'espoir est que les observations en cours caractériseront la fréquence à laquelle AU Mic présente des éruptions massives qui pourraient conduire à l'expulsion de matériel de disque.

Mais Wisniewski dit que si AU Mic est représentatif des jeunes systèmes naines rouges typiques, alors la grande majorité des planètes terrestres qui se forment dans leurs zones habitables pourraient en effet être sans vie.

"Notre travail fournit un autre exemple que la formation et l'évolution précoce de notre propre système solaire pourraient ne pas être représentatives d'autres systèmes planétaires", a déclaré Wisniewski.


Conclusion

Alors que la recherche et la compréhension de l'espace ne cessent de croître, la compréhension des comètes et des astéroïdes est encore limitée. L'idée fausse commune est que les comètes et les astéroïdes sont des objets dont le seul but est de provoquer des destructions massives sur Terre et sont quelque chose à craindre. Le but de cet article était de fournir une compréhension des comètes et des astéroïdes en étudiant leurs origines, l'histoire de leurs impacts sur Terre, les recherches empiriques qui ont été menées et les façons dont ils peuvent contribuer à un avenir durable. Comme indiqué précédemment, les comètes et les astéroïdes offrent aux scientifiques un aperçu approfondi de la formation de notre système solaire, car ils n'ont pas été modifiés par le processus planétaire. Les recherches qui ont été menées montrent que les impacts ne sont pas toujours préjudiciables à la Terre, il est possible que de tels impacts aient aidé la vie sur Terre et fourni de nouveaux habitats pour divers écosystèmes.

Grâce à cette recherche, nous espérons que beaucoup dépasseront leur vision rigide des comètes et des astéroïdes en tant que forces destructibles et feront progresser leur conscience vers les renforcements positifs fournis par les comètes et les astéroïdes. L'extraction de métaux et de minéraux sur les comètes et les astéroïdes sera un moment charnière pour la durabilité économique et la longévité de la Terre. Les comètes et les astéroïdes n'ont pas besoin d'avoir un impact violent sur notre Terre, mais plutôt à travers le prisme de la prospérité économique et de l'environnement. Leurs origines illustrent à la fois un paysage en constante évolution, mais aussi les tout débuts du temps lui-même. Les comètes et les astéroïdes sont donc considérés comme des objets intemporels, car ils donnent un aperçu du passé fossilisé de l'univers et de son avenir plein de ressources.


Les astronomes détectent la première exoplanète en orbite autour d'une naine blanche

Les astronomes ont annoncé aujourd'hui avoir détecté la première exoplanète en orbite autour d'une naine blanche, ce qui signifie qu'elle a en quelque sorte survécu à l'expansion de l'étoile en géante rouge.

La façon dont une naine blanche est créée détruit les objets à proximité soit par incinération, soit par destruction gravitationnelle. Les naines blanches se forment lorsque des étoiles comme le Soleil approchent de la fin de leur cycle de vie. Ils gonflent, s'étendent jusqu'à des centaines voire des milliers de fois leur taille normale, formant une géante rouge. Finalement, cette couche externe étendue est éjectée de l'étoile et il ne reste qu'un noyau de naine blanche chaude et dense.

Alors, comment une planète, connue sous le nom de WD 1856 b, semblable à Jupiter, s'est-elle rapprochée d'une telle proximité qu'elle complète une orbite de la naine blanche (qui ne fait que 18 000 km) toutes les 34 heures ?

"WD 1856 b s'est en quelque sorte très proche de sa naine blanche et a réussi à rester en un seul morceau", a déclaré Andrew Vanderburg, professeur adjoint d'astronomie à l'Université du Wisconsin-Madison. «Le processus de création des naines blanches détruit les planètes voisines, et tout ce qui se rapproche trop tard est généralement déchiré par l'immense gravité de l'étoile. Nous avons encore de nombreuses questions sur la façon dont WD 1856 b est arrivé à son emplacement actuel sans rencontrer l'un de ces destins. »

C'est reparti : cette actualité, ainsi que tous les communiqués de presse pour cette annonce (ici, ici, ici et ici) — dans leur effort pour faire le battage publicitaire de cette publication — oublient tous commodément de mentionner que le tout premier exoplanètes jamais découvertes en 1992 effectivement mis en orbite un pulsar, les restes d'une étoile qui non seulement était morte mais était également morte dans une explosion cataclysmique de supernova. De plus, cette découverte ne concernait pas une exoplanète, mais Trois, formant un système solaire de trois exoplanètes terrestres rocheuses en orbite autour du pulsar à des distances inférieures à 43 millions de miles, ce qui les placerait à l'intérieur de l'orbite de Vénus.

Comment ces planètes terrestres ont survécu à une supernova était un mystère.La découverte d'aujourd'hui ne fait que renforcer ce même casse-tête, car cette exoplanète de la taille de Jupiter orbite beaucoup plus près de sa naine blanche.

Quoi qu'il en soit, les communiqués de presse de ces universités et de la NASA auraient dû clarifier ces faits. Au lieu de cela, ils pompent cette découverte comme si c'était la toute première. La découverte d'aujourd'hui pourrait avoir des composants uniques (la première exoplanète chaude de Jupiter en orbite autour d'une naine blanche), mais ce n'est pas la première de ce genre, pas de loin.

Attendez-vous à ce que la presse d'ici demain aggrave cet échec. Les journalistes modernes semblent complètement ignorants des sujets sur lesquels ils écrivent, et semblent également prêts à accepter de foi tout ce que les services de relations publiques leur disent.


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Contenu

La théorie la plus largement acceptée de la formation planétaire est connue sous le nom d'hypothèse nébulaire. Cette théorie mentionnait qu'il y a 4,6 milliards d'années, le système solaire a été formé par l'effondrement gravitationnel d'un nuage moléculaire géant couvrant plusieurs années-lumière. De nombreuses étoiles, dont le Soleil, se sont formées dans ce nuage en train de s'effondrer. Le gaz qui a formé le système solaire était légèrement plus massif que le Soleil lui-même. La majeure partie de la masse s'est concentrée au centre, formant le Soleil, et le reste de la masse s'est aplati en un disque protoplanétaire, à partir duquel toutes les planètes, lunes, astéroïdes et autres corps célestes actuels du système solaire se sont formés.

Le philosophe et mathématicien français René Descartes a été le premier à proposer un modèle pour l'origine du système solaire dans son livre Le monde, écrit de 1629 à 1633. À son avis, l'Univers était rempli de vortex de particules tourbillonnantes, et le Soleil et les planètes s'étaient condensés à partir d'un grand vortex qui s'était contracté, ce qui, selon lui, pourrait expliquer le mouvement circulaire des planètes. Cependant, c'était avant la connaissance de la théorie de la gravité de Newton, ce qui explique que la matière ne se comporte pas de cette façon. [4]

Le modèle de vortex de 1944, [4] formulé par le physicien et philosophe allemand Carl Friedrich von Weizsäcker, revient au modèle cartésien en impliquant un motif de tourbillons induits par la turbulence dans un disque nébulaire laplacien. Dans le modèle de Weizsäcker, une combinaison de la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre de chaque vortex et de la rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre de l'ensemble du système pourrait conduire à des éléments individuels se déplaçant autour de la masse centrale sur des orbites képlériennes, réduisant ainsi la dissipation d'énergie due au mouvement global. Cependant, le matériau entrerait en collision à une vitesse relative élevée dans les limites inter-vortex et, dans ces régions, de petits tourbillons de roulement à rouleaux fusionneraient pour donner des condensations annulaires. Cette théorie a été très critiquée, car la turbulence est un phénomène associé au désordre et ne produirait pas spontanément la structure hautement ordonnée requise par l'hypothèse. Il ne fournit pas non plus de solution au problème du moment angulaire ni n'explique la formation lunaire et d'autres caractéristiques très basiques du système solaire. [5]

Ce modèle a été modifié [4] en 1948 par le physicien théoricien néerlandais Dirk Ter Haar, qui a émis l'hypothèse que les tourbillons réguliers étaient écartés et remplacés par des turbulences aléatoires, ce qui conduirait à une nébuleuse très épaisse où l'instabilité gravitationnelle ne se produirait pas. Il a conclu que les planètes devaient s'être formées par accrétion et a expliqué la différence de composition entre les planètes comme résultant de la différence de température entre les régions intérieure et extérieure, la première étant plus chaude et la seconde plus froide, donc seuls les réfractaires (non volatils) se sont condensés dans la région intérieure. Une difficulté majeure était que, dans cette supposition, une dissipation turbulente s'est produite au cours d'un seul millénaire, ce qui n'a pas laissé assez de temps pour que les planètes se forment.

L'hypothèse nébulaire a été proposée pour la première fois en 1734 par le scientifique suédois Emanuel Swedenborg [6] et plus tard développée par le philosophe prussien Immanuel Kant en 1755. Une théorie similaire a été formulée indépendamment par le Français Pierre-Simon Laplace en 1796. [7]

En 1749, Georges-Louis Leclerc, comte de Buffon a conçu l'idée que les planètes se sont formées lorsqu'une comète est entrée en collision avec le Soleil, envoyant de la matière pour former les planètes. Cependant, Pierre-Simon Laplace a réfuté cette idée en 1796, déclarant que toute planète formée de cette manière finirait par s'écraser sur le Soleil. Laplace a estimé que les orbites quasi circulaires des planètes étaient une conséquence nécessaire de leur formation. [8] Aujourd'hui, on sait que les comètes sont bien trop petites pour avoir créé le système solaire de cette manière. [8]

En 1755, Immanuel Kant a émis l'hypothèse que les nébuleuses observées pourraient être des régions de formation d'étoiles et de planètes. En 1796, Laplace a élaboré en affirmant que la nébuleuse s'est effondrée en une étoile et, ce faisant, le matériau restant a progressivement tourné vers l'extérieur en un disque plat, qui a ensuite formé des planètes. [8]

Théories alternatives Modifier

Aussi plausible qu'elle puisse paraître à première vue, l'hypothèse nébulaire se heurte toujours à l'obstacle du moment cinétique si le Soleil s'était effectivement formé à partir de l'effondrement d'un tel nuage, les planètes devraient tourner beaucoup plus lentement. Le Soleil, bien qu'il contienne près de 99,9 % de la masse du système, ne contient que 1 % de son moment angulaire, [9] ce qui signifie que le Soleil devrait tourner beaucoup plus rapidement.

Théorie des marées Modifier

Les tentatives pour résoudre le problème du moment angulaire ont conduit à l'abandon temporaire de l'hypothèse nébulaire au profit d'un retour aux théories « à deux corps ». [8] Pendant plusieurs décennies, de nombreux astronomes ont préféré l'hypothèse de marée ou de quasi-collision avancée par James Jeans en 1917, dans laquelle l'approche d'une autre étoile vers le Soleil a finalement formé les planètes. Ce quasi-accident aurait attiré de grandes quantités de matière du Soleil et de l'autre étoile par leurs forces de marée mutuelles, qui auraient ensuite pu se condenser en planètes. [8] En 1929, l'astronome Harold Jeffreys a rétorqué qu'une telle quasi-collision était massivement improbable. [8] L'astronome américain Henry Norris Russell s'est également opposé à l'hypothèse en montrant qu'elle se heurtait à des problèmes de moment angulaire pour les planètes extérieures, les planètes luttant pour éviter d'être réabsorbées par le Soleil. [dix]

Modèle Chamberlin-Moulton Modifier

En 1900, Forest Moulton montra que l'hypothèse nébulaire était incompatible avec les observations à cause du moment angulaire. Moulton et Chamberlin en 1904 sont à l'origine de l'hypothèse planétésimale. [11] Avec de nombreux astronomes de l'époque, ils en sont venus à croire que les images de "nébuleuses spirales" de l'observatoire Lick étaient une preuve directe de la formation de systèmes planétaires, qui se sont avérés plus tard être des galaxies.

Moulton et Chamberlin ont suggéré qu'une étoile était passée près du Soleil au début de sa vie, provoquant des renflements de marée, et que cela, ainsi que le processus interne qui conduit aux proéminences solaires, a entraîné l'éjection de filaments de matière des deux étoiles. Alors que la plupart du matériel serait retombé, une partie resterait en orbite. Les filaments se sont refroidis en de nombreux planétésimaux solides et minuscules et quelques protoplanètes plus grandes. Ce modèle a reçu un soutien favorable pendant environ 3 décennies, mais est tombé en disgrâce à la fin des années 30 et a été rejeté dans les années 40 en raison de la prise de conscience qu'il était incompatible avec le moment angulaire de Jupiter. Une partie de la théorie, l'accrétion planétésimale, a été retenue. [4]

Le scénario de Lyttleton Modifier

En 1937 et 1940, Raymond Lyttleton a postulé qu'une étoile compagnon du Soleil est entrée en collision avec une étoile qui passe. [4] Un tel scénario avait déjà été suggéré et rejeté par Henry Russell en 1935, bien qu'il ait été plus probable de supposer que le Soleil était né dans un amas ouvert, où les collisions stellaires sont courantes. Lyttleton a montré que les planètes terrestres étaient trop petites pour se condenser d'elles-mêmes et a suggéré qu'une très grande proto-planète s'est cassée en deux à cause de l'instabilité de rotation, formant Jupiter et Saturne, avec un filament de connexion à partir duquel les autres planètes se sont formées. Un modèle ultérieur, de 1940 et 1941, impliquait un système d'étoiles triples, un binaire plus le Soleil, dans lequel le binaire a fusionné puis s'est séparé en raison de l'instabilité de rotation et s'est échappé du système, laissant un filament qui s'est formé entre eux pour être capturé par le soleil. Les objections de Lyman Spitzer s'appliquent également à ce modèle. [ éclaircissements nécessaires ]

Modèle de structure de bande Modifier

En 1954, 1975 et 1978, [12] l'astrophysicien suédois Hannes Alfvén a inclus les effets électromagnétiques dans les équations des mouvements des particules, et la distribution du moment angulaire et les différences de composition ont été expliquées. En 1954, il a d'abord proposé la structure de bande, dans laquelle il a distingué un nuage A, contenant principalement de l'hélium avec quelques impuretés de particules solides ("pluie de météores"), un nuage B avec principalement du carbone, un nuage C ayant principalement de l'hydrogène , et un nuage D composé principalement de silicium et de fer. Les impuretés dans le nuage A ont formé Mars et la Lune (capturées plus tard par la Terre), les impuretés dans le nuage B se sont effondrées pour former les planètes extérieures, le nuage C condensé en Mercure, Vénus, la Terre, la ceinture d'astéroïdes, les lunes de Jupiter , et les anneaux de Saturne, tandis que Pluton, Triton, les satellites extérieurs de Saturne, les lunes d'Uranus, la ceinture de Kuiper et le nuage d'Oort se sont formés à partir du nuage D.

Théorie des nuages ​​interstellaires Modifier

En 1943, l'astronome soviétique Otto Schmidt a proposé que le Soleil, sous sa forme actuelle, traversait un nuage interstellaire dense et émergeait enveloppé d'un nuage de poussière et de gaz, à partir duquel les planètes se sont finalement formées. Cela résolvait le problème du moment angulaire en supposant que la rotation lente du Soleil lui était propre et que les planètes ne se formaient pas en même temps que le Soleil. [8] Les extensions du modèle, formant ensemble l'école russe, incluent Gurevich et Lebedinsky en 1950, Safronov en 1967 et 1969, Ruskol en 1981 Safronov et Vityazeff en 1985, et Safronov et Ruskol en 1994, entre autres [13] Cependant, cette hypothèse a été sévèrement ébranlée par Victor Safronov, qui a montré que le temps nécessaire pour former les planètes à partir d'une enveloppe aussi diffuse dépasserait de loin l'âge déterminé du système solaire. [8]

Ray Lyttleton a modifié la théorie en montrant qu'un troisième corps n'était pas nécessaire et en proposant qu'un mécanisme d'accrétion linéaire, tel que décrit par Bondi et Hoyle en 1944, permettait à la matière nuageuse d'être capturée par l'étoile (Williams et Cremin, 1968, loc. cit.).

L'hypothèse de Hoyle Modifier

Dans le modèle de Hoyle [4] de 1944, le compagnon est devenu nova avec de la matière éjectée capturée par le Soleil et des planètes se formant à partir de cette matière. Dans une version un an plus tard, c'était une supernova. En 1955, il proposa un système similaire à Laplace, et proposa à nouveau l'idée avec plus de détails mathématiques en 1960. Il diffère de Laplace en ce qu'un couple magnétique s'est produit entre le disque et le Soleil, qui est entré en vigueur immédiatement sinon, de plus en plus de matière aurait été éjecté, résultant en un système planétaire massif dépassant la taille de celui existant et comparable au Soleil. Le couple a provoqué un couplage magnétique et a agi pour transférer le moment angulaire du Soleil au disque. L'intensité du champ magnétique aurait dû être de 1 gauss. L'existence du couple dépendait des lignes de force magnétiques figées dans le disque, conséquence d'un théorème magnétohydrodynamique (MHD) bien connu sur les lignes de force figées. Comme la température de condensation solaire au moment de l'éjection du disque ne pouvait pas dépasser 1 000 K (730 °C 1 340 °F), de nombreux réfractaires devaient être solides, probablement sous forme de fines particules de fumée, qui se seraient développées avec la condensation et l'accrétion. Ces particules n'auraient été balayées avec le disque que si leur diamètre sur l'orbite terrestre était inférieur à 1 mètre, de sorte que lorsque le disque s'est déplacé vers l'extérieur, un disque subsidiaire composé uniquement de réfractaires est resté derrière, où les planètes telluriques se formeraient. Le modèle est en accord avec la masse et la composition des planètes et la distribution du moment angulaire à condition que le couplage magnétique. Cependant, cela n'explique pas le jumelage, la faible masse de Mars et de Mercure, et les ceintures planétoïdes. Alfvén a formulé le concept de lignes de champ magnétique gelées.

La théorie de Kuiper Modifier

Gerard Kuiper en 1944 [4] a fait valoir, comme Ter Haar, que des tourbillons réguliers seraient impossibles et a postulé que de grandes instabilités gravitationnelles pourraient se produire dans la nébuleuse solaire, formant des condensations. En cela, la nébuleuse solaire pourrait être soit co-génétique avec le Soleil, soit capturée par lui. La distribution de densité déterminerait ce qui pourrait se former, un système planétaire ou un compagnon stellaire. On a supposé que les deux types de planètes résultaient de la limite de Roche. Aucune explication n'a été fournie pour la rotation lente du Soleil, que Kuiper considérait comme un problème plus important pour les étoiles G.

La théorie de Whipple Modifier

Dans le scénario de Fred Whipple en 1948, [4] un nuage de fumée d'environ 60 000 UA de diamètre et avec 1 masse solaire ( M ) contracta et produisit le Soleil. Il avait un moment angulaire négligeable, ce qui explique la propriété similaire du Soleil. Ce nuage de fumée en a capturé un plus petit avec un grand moment angulaire. Le temps d'effondrement de la grande nébuleuse de fumée et de gaz est d'environ 100 millions d'années, et le taux était lent au début, augmentant par la suite. Les planètes condensées à partir de petits nuages ​​développés ou capturés par le deuxième nuage. Les orbites seraient presque circulaires car l'accrétion réduirait l'excentricité due à l'influence du milieu résistant, et les orientations orbitales seraient similaires en raison de la taille du petit nuage et de la direction commune des mouvements. Les protoplanètes auraient pu se réchauffer à des degrés si élevés que les composés les plus volatils auraient été perdus, et la vitesse orbitale diminuait avec l'augmentation de la distance, de sorte que les planètes terrestres auraient été plus affectées. Cependant, ce scénario était faible dans la mesure où pratiquement toutes les régularités finales sont introduites comme hypothèse préalable, et les calculs quantitatifs n'ont pas soutenu la plupart des hypothèses. Pour ces raisons, il n'a pas été largement accepté.

Le modèle d'Urey Modifier

Le chimiste américain Harold Urey, fondateur de la cosmochimie, a proposé un scénario [4] en 1951, 1952, 1956 et 1966 basé en grande partie sur des météorites. Son modèle a également utilisé les équations de stabilité de Chandrasekhar et obtenu la distribution de densité dans le disque de gaz et de poussière entourant le Soleil primitif. Pour expliquer que des éléments volatils comme le mercure pourraient être retenus par les planètes telluriques, il a postulé un halo de gaz et de poussière modérément épais protégeant les planètes du Soleil. Pour former des diamants, des cristaux de carbone pur, des objets de la taille d'une lune et des sphères de gaz devenues gravitationnellement instables devraient se former dans le disque, le gaz et la poussière se dissipant à un stade ultérieur. La pression a chuté à mesure que le gaz était perdu et que les diamants étaient convertis en graphite, tandis que le gaz était illuminé par le soleil. Dans ces conditions, une ionisation considérable serait présente et le gaz serait accéléré par les champs magnétiques, d'où le moment angulaire pourrait être transféré du Soleil. Urey a postulé que ces corps de taille lunaire ont été détruits par des collisions, le gaz se dissipant, laissant derrière lui des solides collectés au cœur, les fragments plus petits résultants étant poussés loin dans l'espace et les fragments plus gros restant derrière et s'accrétant en planètes. Il a suggéré que la Lune était un tel noyau survivant.

Théorie de la protoplanète Modifier

En 1960, 1963 et 1978, [14] W. H. McCrea a proposé la théorie des protoplanètes, dans laquelle le Soleil et les planètes se sont individuellement fusionnés à partir de la matière dans le même nuage, les plus petites planètes étant ensuite capturées par la plus grande gravité du Soleil. [8] Il inclut la fission dans une nébuleuse protoplanétaire et exclut une nébuleuse solaire. Des agglomérations de flocons, qui sont supposées composer la turbulence supersonique supposée se produire dans le matériau interstellaire à partir duquel les étoiles sont nées, ont formé le Soleil et les protoplanètes, ces dernières se séparant pour former des planètes. Les deux parties ne pouvaient pas rester liées gravitationnellement l'une à l'autre à un rapport de masse d'au moins 8 à 1, et pour les planètes intérieures, sont entrées sur des orbites indépendantes, tandis que pour les planètes extérieures, une partie est sortie du système solaire. Les protoplanètes intérieures étaient Vénus-Mercure et Terre-Mars. Les lunes des plus grandes planètes ont été formées à partir de "gouttelettes" dans le cou reliant les deux parties de la protoplanète en division. Ces gouttelettes pourraient expliquer certains astéroïdes. Les planètes terrestres n'auraient pas de lunes majeures, ce qui ne tient pas compte de Luna. La théorie prédit également certaines observations, telles que la vitesse angulaire similaire de Mars et de la Terre avec des périodes de rotation et des inclinaisons axiales similaires. Dans ce schéma, il y a six planètes principales : deux terrestres, Vénus et la Terre, deux majeures, Jupiter et Saturne et deux extérieures, Uranus et Neptune, ainsi que trois planètes mineures : Mercure, Mars et Pluton.

Cette théorie a quelques problèmes, comme le fait de ne pas expliquer le fait que les planètes orbitent toutes autour du Soleil dans la même direction avec une excentricité relativement faible, ce qui semblerait hautement improbable si elles étaient chacune capturées individuellement. [8]

L'hypothèse de Cameron Modifier

Dans l'hypothèse de l'astronome américain Alastair G. W. Cameron de 1962 et 1963 [4], le protosun, avec une masse d'environ 1 à 2 Soleils et un diamètre d'environ 100 000 UA, était gravitationnellement instable, s'est effondré et s'est brisé en sous-unités plus petites. Le champ magnétique était d'environ 1/100 000 gauss. Lors de l'effondrement, les lignes de force magnétiques se sont tordues. L'effondrement a été rapide et s'est produit en raison de la dissociation des molécules d'hydrogène, suivie de l'ionisation de l'hydrogène et de la double ionisation de l'hélium. Le moment angulaire a conduit à une instabilité de rotation, qui a produit un disque de Laplace. À ce stade, le rayonnement éliminait l'excès d'énergie, le disque se refroidissait sur une période relativement courte d'environ 1 million d'années et la condensation en ce que Whipple appelle des cométismes s'est produite.L'agrégation de ces cométismals a produit des planètes géantes, qui à leur tour ont produit des disques au cours de leur formation, qui ont évolué en systèmes lunaires. La formation des planètes terrestres, des comètes et des astéroïdes impliquait la désintégration, le chauffage, la fusion et la solidification. Cameron a également formulé l'hypothèse de l'impact géant pour l'origine de la Lune.

Théorie de la capture Modifier

La théorie de la capture, proposée par Michael Mark Woolfson en 1964, postule que le système solaire s'est formé à partir d'interactions de marée entre le Soleil et une protoétoile de faible densité. La gravité du Soleil aurait puisé de la matière dans l'atmosphère diffuse de la protoétoile, qui se serait alors effondrée pour former les planètes. [15] Cependant, la théorie de la capture prédit un âge différent pour le Soleil que pour les planètes, [ citation requise ] alors que les âges similaires du Soleil et du reste du système solaire indiquent qu'ils se sont formés à peu près au même moment. [16]

Comme les planètes capturées auraient initialement des orbites excentriques, Dormand et Woolfson en 1974 et 1977 et Woolfson [17] ont proposé la possibilité d'une collision. Ils ont émis l'hypothèse qu'un filament a été projeté par une proto-étoile qui passait et a été capturé par le Soleil, entraînant la formation de planètes. Dans cette idée, il y avait 6 planètes originales, correspondant à 6 masses ponctuelles dans le filament, avec les planètes "Enyo" et "Bellona", les deux les plus internes, entrant en collision. Enyo, à deux fois la masse de Neptune, a été éjecté du système solaire, tandis que Bellona, ​​estimée à un tiers de la masse d'Uranus, s'est divisée en deux pour former la Terre et Vénus. Dans une version de l'hypothèse révisée en 2017, Bellona et Enyo étaient tous deux déterminés comme des géantes gazeuses plus massives que Jupiter, et leur collision a brièvement provoqué des réactions en chaîne deutérium-deutérium, brisant les deux planètes. Les sédiments de l'intérieur d'Enyo ont formé Vénus, tandis que les sédiments de l'intérieur de Bellona ont formé la Terre. [18] Selon cette théorie, Mars, la Lune, Haumea, Makemake, Eris et V774104 sont d'anciennes lunes d'Enyo, tandis que Mercure est soit un fragment de Bellona, ​​soit une lune échappée d'Enyo. La collision Enyo-Bellona a également formé la ceinture d'astéroïdes, la ceinture de Kuiper, le nuage d'Oort et les comètes. Pluton, un fragment ou une lune de l'une des planètes, est passé près du satellite de Neptune, Triton, l'amenant à assumer son orbite rétrograde. [19]

L'astronome américain T.J.J. See a développé un modèle à la station de l'USNO à Mare Island, en Californie, qu'il a appelé la théorie de la capture. Publié en 1910, dans ses "Recherches sur l'évolution des systèmes stellaires : v. 2. La théorie de la capture de l'évolution cosmique, fondée sur des principes dynamiques et illustrée par des phénomènes observés dans les nébuleuses spirales, le système planétaire, les étoiles doubles et multiples et les amas et les nuages ​​d'étoiles de la Voie lactée", la théorie a proposé que les planètes se soient formées dans le système solaire externe et ont été capturées par le Soleil, tandis que les lunes se sont formées de cette manière et ont été capturées par les planètes. Cela a provoqué une querelle avec Forest Moulton, qui a co-développé l'hypothèse planétésimale. Un aperçu a été présenté en 1909 lors d'une réunion de l'Astronomical Society of the Pacific (ASP) à l'observatoire Chabot à Oakland, en Californie. La connaissance actuelle de la dynamique rend la capture très improbable, car elle nécessite des conditions particulières. [11]

Fission solaire Modifier

En 1951, 1962 et 1981, l'astronome suisse Louis Jacot, [20] comme Weisacker et Ter Haar, a poursuivi l'idée cartésienne de vortex mais a proposé une hiérarchie de vortex, ou vortex dans vortex, c'est-à-dire un vortex du système lunaire, un vortex du système solaire. , et un vortex galactique. Il a avancé l'idée que les orbites planétaires sont des spirales, pas des cercles ou des ellipses. Jacot a également proposé l'expansion des galaxies dans laquelle les étoiles s'éloignent du moyeu et les lunes s'éloignent de leurs planètes.

Il a également soutenu que les planètes ont été expulsées, une à la fois, du Soleil, en particulier d'un renflement équatorial causé par la rotation, et qu'une planète hypothétique s'est brisée dans cette expulsion, laissant la ceinture d'astéroïdes. La ceinture de Kuiper était inconnue à l'époque, mais elle aussi aurait probablement résulté du même type d'éclatement. Les lunes, comme les planètes, sont nées d'expulsions équatoriales de leurs planètes mères, avec quelques éclats, laissant les anneaux, et la Terre était censée éventuellement expulser une autre lune.

Dans ce modèle, il y avait 4 phases pour les planètes : pas de rotation et garder le même côté du Soleil, très lente, accélérée et rotation quotidienne.

Jacot a expliqué les différences entre les planètes intérieures et extérieures et les lunes intérieures et extérieures à travers le comportement des vortex. L'orbite excentrique de Mercure s'explique par sa récente expulsion du Soleil et la rotation lente de Vénus comme étant dans la « phase de rotation lente », ayant été expulsée avant-dernière.

Le modèle Tom Van Flandern [21] [22] [23] [24] a été proposé pour la première fois en 1993 dans la première édition de son livre. Dans la version révisée de 1999 et plus tard, le système solaire d'origine avait six paires de planètes jumelles, et chacune s'est fissurée à partir des renflements équatoriaux d'un Soleil en rotation, où les forces centrifuges extérieures dépassaient la force gravitationnelle intérieure, à des moments différents, leur donnant différentes températures, tailles et compositions, et s'étant condensé par la suite avec le disque nébulaire se dissipant après environ 100 millions d'années, avec l'explosion de six planètes. Quatre d'entre eux étaient dominés par l'hélium, fluides et instables. Il s'agissait de V (Maldek, [25] V signifiant la cinquième planète, les quatre premières comprenant Mercure et Mars), K (Krypton), T (transneptunien) et la planète X. Dans ces cas, les plus petites lunes ont explosé à cause de la marée. contraintes, laissant les quatre ceintures constitutives des deux principales zones planétoïdes. La planète LHB-A, dont l'explosion est supposée avoir causé le Late Heavy Bombardment (LHB) il y a environ 4 éons, a été jumelée avec Jupiter, et LHB-B, dont l'explosion est supposée avoir causé un autre LHB, a été jumelée avec Saturne. Sur les planètes LHB-A, Jupiter, LHB-B et Saturne, le partenaire intérieur et plus petit de chaque paire a été soumis à d'énormes contraintes de marée, ce qui l'a fait exploser. Les explosions ont eu lieu avant qu'elles ne soient capables de fissionner des lunes. Comme les six étaient fluides, ils n'ont laissé aucune trace. Les planètes solides se sont fissurées sur une seule lune et Mercure était une lune de Vénus mais s'est éloignée sous l'influence gravitationnelle du Soleil. Mars était une lune de Maldek.

Un argument majeur contre l'explosion des planètes et des lunes est qu'il n'y aurait pas de source d'énergie assez puissante pour provoquer de telles explosions. [ citation requise ]

Le modèle de Herndon Modifier

Dans le modèle de J. Marvin Herndon, [26] des planètes internes à gros noyau formées par condensation et pluie provenant de protoplanètes gazeuses géantes à haute pression et à haute température. La condensation complète de la Terre comprenait environ 300 M coquille de gaz/glace qui a comprimé le noyau rocheux à environ 66 pour cent du diamètre actuel de la Terre. Les éruptions du Soleil T Tauri ont dépouillé les gaz des planètes intérieures. Le mercure était incomplètement condensé et une partie de ses gaz a été extraite et transportée dans la région entre Mars et Jupiter, où il a fusionné avec le condensat oxydé en chute des confins du système solaire et a formé le matériau parent des météorites chondrites ordinaires , les astéroïdes de la ceinture principale et le placage des planètes intérieures, en particulier Mars. Les différences entre les planètes intérieures sont principalement la conséquence de différents degrés de compression protoplanétaire. Il existe deux types de réponses aux augmentations de volume planétaire induites par la décompression : les fissures, qui se sont formées pour augmenter la surface, et les plis, qui ont créé des chaînes de montagnes pour s'adapter aux changements de courbure.

Cette théorie de la formation planétaire représente une extension du modèle de la dynamique de décompression de la Terre entière (WEDD), [27] qui inclut les réacteurs naturels à fission nucléaire dans les noyaux planétaires que Herndon expose dans onze articles dans Science actuelle de 2005 à 2013 et cinq livres publiés de 2008 à 2012. Il qualifie son modèle d'« indivisible », ce qui signifie que les aspects fondamentaux de la Terre sont liés logiquement et causalement et peuvent être déduits de sa formation précoce en géant semblable à Jupiter.

En 1944, le chimiste et physicien allemand Arnold Eucken a examiné la thermodynamique de la condensation et de la pluie de la Terre au sein d'une protoplanète géante à des pressions de 100 à 1 000 atm. Dans les années 1950 et au début des années 1960, des discussions sur la formation planétaire à de telles pressions ont eu lieu, mais le modèle de basse pression de Cameron de 1963 (environ 4 à 10 atm.) a largement supplanté l'idée.

Classification des théories Modifier

Jeans, en 1931, a divisé les différents modèles en deux groupes : ceux où la matière pour la formation des planètes est venue du Soleil, et ceux où il n'est pas venu et peuvent être simultanés ou consécutifs. [28]

En 1963, William McCrea les a divisés en deux autres groupes : ceux qui relient la formation des planètes à la formation du Soleil et ceux où elle est indépendante de la formation du Soleil, où les planètes se forment après que le Soleil soit devenu une étoile normale. . [28]

Ter Haar et Cameron [29] distinguent les théories qui considèrent un système fermé, qui est un développement du Soleil et peut-être une enveloppe solaire, qui commence par un proto-soleil plutôt que le Soleil lui-même, et déclarent que Belot appelle ces théories monistes et ceux qui considèrent un système ouvert, c'est-à-dire où il y a une interaction entre le Soleil et un corps étranger qui est censé avoir été la première étape des développements menant au système planétaire, et déclarent que Belot appelle ces théories dualistes.

La classification d'Hervé Reeves [30] les a également catégorisés comme cogénétiques avec le Soleil ou non, mais a également considéré leur formation à partir de matériel stellaire et interstellaire altéré ou non. Il a également reconnu quatre groupes : les modèles basés sur la nébuleuse solaire, créés par Swedenborg, Kant et Laplace dans les années 1700, les théories proposant un nuage capturé dans l'espace interstellaire, les principaux partisans étant Alfvén et Gustaf Arrhenius en 1978 les hypothèses binaires qui proposent qu'une sœur L'étoile s'est en quelque sorte désintégrée et une partie de son matériau de dissipation a été capturée par le Soleil, l'hypothèse principale étant Lyttleton dans les années 1940 et les idées de filaments d'approche rapprochée de Jeans, Jeffreys, et Woolfson et Dormand.

Williams et Cremin [28] ont créé les catégories de modèles qui considèrent l'origine et la formation des planètes comme étant essentiellement liées au Soleil, les deux processus de formation se déroulant simultanément ou consécutivement, et des modèles qui considèrent la formation des planètes comme étant indépendamment du processus de formation du Soleil, les planètes formées après le Soleil deviennent une étoile normale. Cette dernière classification comporte 2 sous-catégories : les modèles où la matière pour la formation des planètes est extraite soit du Soleil ou d'une autre étoile, et les modèles où la matière est acquise à partir de l'espace interstellaire. Ils concluent que les meilleurs modèles sont le couplage magnétique de Hoyle et les flocules de McCrea.

Woolfson [31] a reconnu les modèles monistes, qui comprenaient Laplace, Descartes, Kant et Weisacker, et les modèles dualistes, qui comprenaient Buffon, Chamberlin-Moulton, Jeans, Jeffreys et Schmidt-Lyttleton.

Réémergence de l'hypothèse nébulaire Modifier

En 1978, l'astronome A. J. R. Prentice a relancé le modèle nébulaire laplacien dans sa théorie laplacienne moderne en suggérant que le problème du moment angulaire pourrait être résolu par la traînée créée par les grains de poussière dans le disque d'origine, ce qui ralentissait la rotation au centre. [8] [32] Prentice a suggéré aussi que le jeune Soleil a transféré un certain moment angulaire au disque protoplanétaire et aux planétésimaux à travers des éjections supersoniques comprises comme se produisant dans les étoiles T Tauri. [8] [33] Cependant, son affirmation selon laquelle une telle formation se produirait dans des tores ou des anneaux a été remise en question, car de tels anneaux se disperseraient avant de s'effondrer en planètes. [8]

La naissance de la théorie moderne et largement acceptée de la formation planétaire, le modèle du disque nébulaire solaire (SNDM), peut être attribuée aux travaux de l'astronome soviétique Victor Safronov. [34] Son livre Evolution du nuage protoplanétaire et formation de la Terre et des planètes, [35] qui a été traduit en anglais en 1972, a eu un effet durable sur la façon dont les scientifiques pensaient à la formation des planètes. [36] Dans ce livre, presque tous les problèmes majeurs du processus de formation planétaire ont été formulés, et certains d'entre eux ont été résolus. Les idées de Safronov ont été développées plus avant dans les travaux de George Wetherill, qui a découvert l'accrétion incontrôlée. [8] Au début des années 1980, l'hypothèse nébulaire sous la forme de SNDM était revenue en faveur, menée par deux découvertes majeures en astronomie. Premièrement, plusieurs jeunes étoiles, telles que Beta Pictoris, se sont avérées être entourées de disques de poussière froide, comme le prévoyait l'hypothèse nébulaire. Deuxièmement, le satellite astronomique infrarouge, lancé en 1983, a observé que de nombreuses étoiles avaient un excès de rayonnement infrarouge qui pourrait s'expliquer si elles étaient orbitées par des disques de matériau plus froid.

Problèmes en suspens Modifier

Alors que l'image générale de l'hypothèse nébulaire est largement acceptée, [37] de nombreux détails ne sont pas bien compris et continuent d'être affinés.

Le modèle nébulaire raffiné a été entièrement développé sur des observations du système solaire car il était le seul connu jusqu'au milieu des années 1990. Il n'était pas supposé avec confiance être largement applicable à d'autres systèmes planétaires, bien que les scientifiques aient été impatients de tester le modèle nébulaire en trouvant des disques protoplanétaires ou même des planètes autour d'autres étoiles. [38] Au 30 août 2013, la découverte de 941 planètes extrasolaires [39] a réservé de nombreuses surprises, et le modèle nébulaire doit être révisé pour tenir compte de ces systèmes planétaires découverts, ou de nouveaux modèles envisagés.

Parmi les planètes extrasolaires découvertes à ce jour figurent des planètes de la taille de Jupiter ou plus, mais qui possèdent des périodes orbitales très courtes de quelques heures seulement. De telles planètes devraient orbiter très près de leurs étoiles, si près que leurs atmosphères seraient progressivement détruites par le rayonnement solaire. [40] [41] Il n'y a pas de consensus sur la façon d'expliquer ces Jupiters chauds, mais une idée maîtresse est celle de la migration planétaire, similaire au processus qui aurait déplacé Uranus et Neptune vers leur orbite actuelle et lointaine. . Les processus possibles qui provoquent la migration incluent la friction orbitale alors que le disque protoplanétaire est encore plein d'hydrogène et d'hélium gazeux [42] et l'échange de moment angulaire entre les planètes géantes et les particules du disque protoplanétaire. [43] [44] [45]

Un autre problème concerne les caractéristiques détaillées des planètes. L'hypothèse de la nébuleuse solaire prédit que toutes les planètes se formeront exactement dans le plan de l'écliptique. Au lieu de cela, les orbites des planètes classiques ont diverses petites inclinaisons par rapport à l'écliptique. De plus, pour les géantes gazeuses, il est prédit que leurs rotations et systèmes lunaires ne seront pas inclinés par rapport au plan de l'écliptique. Cependant, la plupart des géantes gazeuses ont des inclinaisons axiales substantielles par rapport à l'écliptique, Uranus ayant une inclinaison de 98°. [46] La Lune étant relativement grande par rapport à la Terre et d'autres lunes sur des orbites irrégulières par rapport à leur planète est encore un autre problème. On pense maintenant que ces observations sont expliquées par des événements qui se sont produits après la formation initiale du système solaire. [47]

Les tentatives pour isoler la source physique de l'énergie solaire, et ainsi déterminer quand et comment elle pourrait finalement s'épuiser, ont commencé au 19ème siècle.

Contraction de Kelvin–Helmholtz Modifier

Au 19ème siècle, l'opinion scientifique dominante sur la source de la chaleur du Soleil était qu'elle était générée par la contraction gravitationnelle. Dans les années 1840, les astronomes J. R. Mayer et J. J. Waterson ont d'abord proposé que le poids massif du Soleil le ferait s'effondrer sur lui-même, générant de la chaleur. Hermann von Helmholtz et Lord Kelvin ont tous deux exposé cette idée en 1854, suggérant que la chaleur peut également être produite par l'impact de météores sur la surface du Soleil. [48] ​​Les théories de l'époque suggéraient que les étoiles évoluaient en descendant la séquence principale du diagramme de Hertzsprung-Russell, commençant comme des supergéantes rouges diffuses avant de se contracter et de chauffer pour devenir des étoiles bleues de la séquence principale, puis encore plus loin jusqu'à des naines rouges avant de se terminer comme des naines noires denses et fraîches. Cependant, le Soleil ne dispose que d'une énergie potentielle gravitationnelle suffisante pour alimenter sa luminosité par ce mécanisme pendant environ 30 millions d'années, bien moins que l'âge de la Terre. (Ce temps d'effondrement est connu sous le nom d'échelle de temps Kelvin-Helmholtz.) [49]

Le développement par Albert Einstein de la théorie de la relativité en 1905 a permis de comprendre que les réactions nucléaires pourraient créer de nouveaux éléments à partir de précurseurs plus petits avec la perte d'énergie. Dans son traité Étoiles et atomes, Arthur Eddington a suggéré que les pressions et les températures à l'intérieur des étoiles étaient suffisamment élevées pour que les noyaux d'hydrogène fusionnent en hélium, un processus qui pourrait produire les quantités massives d'énergie nécessaires pour alimenter le Soleil. [48] ​​En 1935, Eddington est allé plus loin et a suggéré que d'autres éléments pourraient également se former dans les étoiles. [50] Les preuves spectrales recueillies après 1945 ont montré que la distribution des éléments chimiques les plus courants, tels que le carbone, l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, le néon et le fer, était assez uniforme à travers la galaxie, suggérant que ces éléments avaient une origine commune. [50] De nombreuses anomalies dans les proportions faisaient allusion à un mécanisme sous-jacent à la création. Par exemple, le plomb a un poids atomique plus élevé que l'or, mais il est beaucoup plus courant d'ailleurs, l'hydrogène et l'hélium (éléments 1 et 2) sont pratiquement omniprésents, mais le lithium et le béryllium (éléments 3 et 4) sont extrêmement rares. [50]

Géantes rouges Modifier

Alors que les spectres inhabituels des étoiles géantes rouges étaient connus depuis le 19ème siècle, [51] c'est George Gamow qui, dans les années 1940, comprit le premier qu'il s'agissait d'étoiles de masse à peu près solaire qui avaient manqué d'hydrogène dans leur noyau et avaient eu recours à la combustion de l'hydrogène dans leurs enveloppes extérieures. [ citation requise ] Cela a permis à Martin Schwarzschild de faire le lien entre les géantes rouges et la durée de vie finie des étoiles. Il est maintenant compris que les géantes rouges sont des étoiles dans les dernières étapes de leur cycle de vie.

Fred Hoyle a noté que, même si la distribution des éléments était assez uniforme, différentes étoiles avaient des quantités variables de chaque élément. Pour Hoyle, cela indiquait qu'ils devaient provenir des étoiles elles-mêmes. L'abondance des éléments a culminé autour du numéro atomique du fer, un élément qui n'a pu se former que sous des pressions et des températures intenses. Hoyle a conclu que le fer doit s'être formé dans les étoiles géantes. [50] À partir de là, en 1945 et 1946, Hoyle a construit les étapes finales du cycle de vie d'une étoile. Lorsque l'étoile meurt, elle s'effondre sous son poids, entraînant une chaîne stratifiée de réactions de fusion : le carbone 12 fusionne avec l'hélium pour former l'oxygène 16, l'oxygène 16 fusionne avec l'hélium pour produire le néon 20, et ainsi de suite jusqu'au fer. .[52] Il n'y avait, cependant, aucune méthode connue par laquelle le carbone-12 pourrait être produit. Les isotopes de béryllium produits par fusion étaient trop instables pour former du carbone, et pour trois atomes d'hélium, la formation de carbone 12 était si improbable qu'elle aurait été impossible au cours de l'ère de l'Univers. Cependant, en 1952, le physicien Ed Salpeter a montré qu'il existait un laps de temps suffisamment court entre la formation et la désintégration de l'isotope du béryllium pour qu'un autre hélium ait une petite chance de former du carbone, mais seulement si leurs quantités combinées de masse/énergie étaient égales à celle de carbone-12. Hoyle, employant le principe anthropique, montra qu'il devait en être ainsi, puisqu'il était lui-même fait de carbone et qu'il existait. Lorsque le niveau de matière/énergie du carbone 12 a finalement été déterminé, il s'est avéré être à quelques pour cent près de la prédiction de Hoyle. [53]

Naines blanches Modifier

La première naine blanche découverte était dans le système d'étoiles triples de 40 Eridani, qui contient l'étoile de séquence principale relativement brillante 40 Eridani A, orbitée à distance par le système binaire plus proche de la naine blanche 40 Eridani B et de la séquence principale naine rouge 40 Eridani C. La paire 40 Eridani B/C a été découverte par William Herschel le 31 janvier 1783 [54] , p. 73, il a de nouveau été observé par Friedrich Georg Wilhelm Struve en 1825 et par Otto Wilhelm von Struve en 1851. [55] [56] En 1910, Henry Norris Russell, Edward Charles Pickering et Williamina Fleming ont découvert que, bien qu'étant une étoile sombre, 40 Eridani B était de type spectral A, ou blanc. [57]

Les naines blanches se sont avérées extrêmement denses peu de temps après leur découverte. Si une étoile est dans un système binaire, comme c'est le cas pour Sirius B et 40 Eridani B, il est possible d'estimer sa masse à partir des observations de l'orbite binaire. Cela a été fait pour Sirius B en 1910, [58] donnant une estimation de masse de 0,94 M (une estimation plus moderne étant de 1,00 M ). [59] Puisque les corps plus chauds rayonnent plus que les plus froids, la luminosité de surface d'une étoile peut être estimée à partir de sa température de surface effective, et donc de son spectre. Si la distance de l'étoile est connue, sa luminosité globale peut également être estimée. Une comparaison des deux chiffres donne le rayon de l'étoile. Un raisonnement de ce genre a conduit à la réalisation, déroutante pour les astronomes de l'époque, que Sirius B et 40 Eridani B doivent être très denses. Par exemple, quand Ernst Öpik a estimé la densité de certaines étoiles binaires visuelles en 1916, il a découvert que 40 Eridani B avaient une densité de plus de 25 000 fois celle du Soleil, ce qui était si élevé qu'il l'a qualifié d'« impossible ». [60]

De telles densités sont possibles parce que la matière naine blanche n'est pas composée d'atomes liés par des liaisons chimiques, mais plutôt d'un plasma de noyaux et d'électrons non liés. Il n'y a donc aucun obstacle à rapprocher les noyaux les uns des autres que les orbitales électroniques - les régions occupées par les électrons liés à un atome - ne le permettraient normalement. [61] Eddington, cependant, s'est demandé ce qui se passerait lorsque ce plasma se refroidirait et que l'énergie qui maintenait les atomes ionisés n'était plus présente. [62] Ce paradoxe a été résolu par R. H. Fowler en 1926 par une application de la mécanique quantique nouvellement conçue. Étant donné que les électrons obéissent au principe d'exclusion de Pauli, deux électrons ne peuvent pas occuper le même état et ils doivent obéir aux statistiques de Fermi-Dirac, également introduites en 1926 pour déterminer la distribution statistique des particules qui satisfait le principe d'exclusion de Pauli. [63] À température zéro, par conséquent, les électrons ne pourraient pas tous occuper la plus basse énergie, ou terre, indiquent que certains d'entre eux ont dû occuper des états d'énergie supérieure, formant une bande d'états d'énergie disponibles les plus bas, la mer de Fermi. Cet état des électrons, appelé dégénérer, signifiait qu'une naine blanche pouvait refroidir à une température nulle tout en possédant une énergie élevée.

Nébuleuses planétaires Modifier

Les nébuleuses planétaires sont généralement des objets faibles et aucun n'est visible à l'œil nu. La première nébuleuse planétaire découverte était la nébuleuse de l'haltère dans la constellation de Vulpecula, observée par Charles Messier en 1764 et répertoriée sous le nom de M27 dans son catalogue d'objets nébuleux. Pour les premiers observateurs équipés de télescopes à basse résolution, M27 et les nébuleuses planétaires découvertes par la suite ressemblaient quelque peu aux géantes gazeuses, et William Herschel, le découvreur d'Uranus, a finalement inventé le terme « nébuleuse planétaire » pour eux, bien que, comme nous le savons maintenant, ils sont très différent des planètes.

Les étoiles centrales des nébuleuses planétaires sont très chaudes. Leur luminosité, cependant, est très faible, ce qui implique qu'ils doivent être très petits. Une étoile ne peut s'effondrer à une si petite taille qu'une fois qu'elle a épuisé tout son combustible nucléaire, de sorte que les nébuleuses planétaires en sont venues à être comprises comme l'étape finale de l'évolution stellaire. Les observations spectroscopiques montrent que toutes les nébuleuses planétaires sont en expansion, et ainsi l'idée est née que les nébuleuses planétaires ont été causées par les couches externes d'une étoile projetées dans l'espace à la fin de sa vie.

Au fil des siècles, de nombreuses hypothèses scientifiques ont été avancées concernant l'origine de la Lune terrestre. L'un des premiers était le modèle dit d'accrétion binaire, qui a conclu que la Lune s'était accumulée à partir de matériaux en orbite autour de la Terre, restes de sa formation. Un autre, le modèle de fission, a été développé par George Darwin (fils de Charles Darwin), qui a noté que, comme la Lune s'éloigne progressivement de la Terre à un rythme d'environ 4 cm par an, donc à un moment donné dans un passé lointain, il a dû faire partie de la Terre mais a été projeté vers l'extérieur par l'élan de la rotation beaucoup plus rapide de la Terre à l'époque. Cette hypothèse est également étayée par le fait que la densité de la Lune, bien que inférieure à celle de la Terre, est à peu près égale à celle du manteau rocheux de la Terre, ce qui suggère que, contrairement à la Terre, il lui manque un noyau de fer dense. Une troisième hypothèse, connue sous le nom de modèle de capture, suggérait que la Lune était un corps en orbite indépendante qui avait été piégé en orbite par la gravité terrestre. [3]

Missions Apollo Modifier

Les hypothèses existantes ont toutes été réfutées par les missions lunaires Apollo à la fin des années 1960 et au début des années 1970, qui ont introduit un flux de nouvelles preuves scientifiques, en particulier concernant la composition, l'âge et l'histoire de la Lune. Ces éléments de preuve contredisent de nombreuses prédictions faites par ces modèles antérieurs. [3] Les roches ramenées de la Lune ont montré une diminution marquée de l'eau par rapport aux roches ailleurs dans le système solaire et des preuves d'un océan de magma au début de son histoire, indiquant que sa formation a dû produire une grande quantité d'énergie. De plus, les isotopes de l'oxygène dans les roches lunaires ont montré une similitude marquée avec ceux de la Terre, suggérant qu'ils se sont formés à un endroit similaire dans la nébuleuse solaire. Le modèle de capture n'explique pas la similitude de ces isotopes (si la Lune était originaire d'une autre partie du système solaire, ces isotopes auraient été différents), tandis que le modèle de co-accrétion ne peut pas expliquer adéquatement la perte d'eau (si la Lune formé de manière similaire à la Terre, la quantité d'eau piégée dans sa structure minérale serait également à peu près similaire). A l'inverse, le modèle de fission, bien qu'il puisse expliquer la similitude de la composition chimique et le manque de fer dans la Lune, ne peut pas expliquer de manière adéquate sa forte inclinaison orbitale et, en particulier, la grande quantité de moment cinétique dans le système Terre-Lune, plus que toute autre paire planète-satellite du système solaire. [3]

Hypothèse d'impact géant Modifier

Pendant de nombreuses années après Apollo, le modèle d'accrétion binaire a été retenu comme la meilleure hypothèse pour expliquer les origines de la Lune, même s'il était connu pour être imparfait. Puis, lors d'une conférence à Kona, Hawaï en 1984, un modèle de compromis a été composé qui a pris en compte toutes les divergences observées. Initialement formulé par deux groupes de recherche indépendants en 1976, le modèle d'impact géant supposait qu'un objet planétaire massif de la taille de Mars était entré en collision avec la Terre au début de son histoire. L'impact aurait fait fondre la croûte terrestre et le noyau lourd de l'autre planète se serait enfoncé vers l'intérieur et aurait fusionné avec celui de la Terre. La vapeur surchauffée produite par l'impact se serait mise en orbite autour de la planète, fusionnant avec la Lune. Cela expliquait le manque d'eau, car le nuage de vapeur était trop chaud pour que l'eau condense la similitude de composition, puisque la Lune avait formé à partir d'une partie de la Terre la densité la plus faible, puisque la Lune s'était formée à partir de la croûte terrestre et du manteau, plutôt que son noyau et l'orbite inhabituelle de la Lune, car une frappe oblique aurait conféré une quantité massive de moment angulaire au système Terre-Lune. [3]

Problèmes en suspens Modifier

Le modèle d'impact géant a été critiqué pour être trop explicatif, car il peut être étendu pour expliquer toute découverte future et, en tant que tel, est infalsifiable. Beaucoup prétendent également qu'une grande partie du matériau de l'impacteur se serait retrouvée dans la Lune, ce qui signifie que les niveaux d'isotopes seraient différents, mais ils ne le sont pas. De plus, alors que certains composés volatils tels que l'eau sont absents de la croûte lunaire, de nombreux autres, comme le manganèse, ne le sont pas. [3]

Autres satellites naturels Modifier

Bien que les modèles de co-accrétion et de capture ne soient pas actuellement acceptés comme des explications valables de l'existence de la Lune, ils ont été utilisés pour expliquer la formation d'autres satellites naturels dans le système solaire. On pense que les satellites galiléens de Jupiter se sont formés par co-accrétion [64], tandis que les satellites irréguliers du système solaire, tels que Triton, auraient tous été capturés. [65]


Voir la vidéo: Lunes et Exolunes, Par Frédérique BAron (Juillet 2022).


Commentaires:

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  3. Cafall

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