Le système solaire externe abrite une population particulière d’objets : des vestiges kilométriques de son histoire ancienne qui ressemblent à des cacahuètes ou à des bonhommes de neige mal assemblés. Ces « planétésimaux » aux formes étranges, abondants dans la ceinture de Kuiper au-delà de Neptune, ont longtemps intrigué les astronomes. De nouvelles recherches suggèrent qu’ils ne se sont pas formés à partir de sphères en collision, mais plutôt directement à partir de nuages de poussière et de glace qui s’effondrent. Cette découverte permet de mieux comprendre comment les planètes, y compris la Terre, sont apparues.
Le mystère des objets en forme de cacahuète
Pendant des années, la théorie dominante suggérait que ces « binaires de contact » se formaient lorsque deux corps glacés distincts entraient en spirale l’un dans l’autre, finissant par fusionner après un impact visuel. Cependant, les simulations ont montré que ce processus aurait été trop lent pour tenir compte du grand nombre de ces objets observés. La dernière étude, publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, propose une nouvelle explication : ces objets se sont formés à l’unisson, directement à partir de l’effondrement gravitationnel de nuages de poussière denses au début du système solaire.
Comment fonctionnent les simulations
Des chercheurs de l’Université d’État du Michigan ont utilisé des ordinateurs de grande puissance pour simuler l’effondrement de nuages de poussière virtuels, en les divisant en minuscules morceaux et en modélisant leurs interactions. Environ 4 % de ces simulations ont abouti à la formation de binaires de contact – un pourcentage inférieur à celui observé dans la ceinture de Kuiper, mais c’est toujours la première fois que de tels objets sont directement produits à partir de l’effondrement d’un seul nuage.
L’idée clé est que le premier système solaire n’était pas simplement un disque plat. Des essaims plus denses de cailloux à l’intérieur de ce disque se sont également effondrés sous l’effet de la gravité, formant ces planétésimaux. La ceinture de Kuiper, essentiellement un instantané figé de cette première période de formation, préserve ces objets dans un état où ils entrent rarement en collision et fusionnent en corps plus grands.
Pourquoi c’est important
Comprendre comment ces objets en forme de cacahuète se sont formés met en lumière les processus fondamentaux de formation des planètes. Le système solaire primitif était chaotique, avec d’innombrables essaims de poussière et de glace s’effondrant sous leur propre gravité. La ceinture de Kuiper, une région relativement peu perturbée, préserve ces premiers éléments constitutifs. En les étudiant, les astronomes apprennent comment la Terre et d’autres planètes se sont assemblées à partir des mêmes matières premières il y a des milliards d’années.
Questions restantes
Même si les nouvelles simulations sont prometteuses, elles ne sont pas parfaites. Certains modèles ont du mal à reproduire le « cou » étroit observé à Arrokoth, l’exemple le mieux étudié de ces objets. Les simulations ont également tendance à produire des binaires plus rapides que ceux observés. En outre, les scientifiques reconnaissent que la prévalence observée de ces formes dans la ceinture de Kuiper est plus élevée que ce que suggèrent les simulations actuelles, ce qui implique que des affinements supplémentaires sont nécessaires.
En fin de compte, ces découvertes représentent une avancée significative dans la résolution des mystères des origines de notre système solaire. En combinant modélisation théorique et données d’observation, les astronomes reconstituent lentement l’histoire de la naissance des planètes – et de leurs éléments constitutifs particuliers.
