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La théorie sans collision explique pourquoi Uranus est couché sur le côté
L'un des grands mystères de notre système solaire est de savoir pourquoi Uranus est incliné sur le côté. Certes, si le système solaire s'est formé à partir du même nuage en rotation de poussière et de gaz, alors tous les corps à l'intérieur devraient tourner de la même manière. Et pourtant, l'axe de rotation d'Uranus se situe à 97 degrés du plan du système solaire.
L'explication standard est qu'Uranus a dû être impliqué dans une sorte de collision interplanétaire avec une protoplanète de la taille de la Terre dans les premiers jours du système solaire. C'est une idée tentante mais elle a quelques défauts. Par exemple, cela n'explique pas pourquoi les orbites des lunes d'Uranus sont inclinées de la même manière, pas celle de ses anneaux.
Aujourd'hui, Gwenael Boue et Jacques Laskar de l'Observatoire de Paris en France ont avancé une autre idée. Ils disent qu'Uranus s'est peut-être incliné au cours de la période peu après sa formation, lorsque les planètes migraient vers les orbites que nous voyons maintenant. Ils soulignent que la présence de satellites autour d'une planète peut augmenter son taux de précession, si elle a une inclinaison initiale élevée de plus de, disons, 17 degrés. Cette augmentation peut atteindre un facteur 1000 si la masse de la lune et le rayon de son orbite ont certaines valeurs. Pour Uranus, c'est pour une lune de 0,01 masse uranienne et à 50 rayons uraniens.
Le problème, bien sûr, est qu'Uranus n'a pas une telle lune. Son compagnon le plus éloigné est Obéron avec une masse de seulement 10^-5 masses uraniennes et une orbite de 23 rayons uraniens.
L'idée de Boue et Laskar est qu'Uranus avait autrefois une lune de la taille et de l'orbite requises, ce qui a fait basculer la planète pendant la migration planétaire, mais que cette lune a été éjectée lors d'une rencontre rapprochée vers la fin de la migration.
Pour étudier si cette idée est réalisable, ils ont simulé le processus de migration des planètes géantes au début du système solaire environ 10 000 fois. Ils ont ensuite rejeté tous les scénarios dans lesquels les planètes sont entrées en collision ou ne se sont pas retrouvées dans le bon ordre final. Ils ont ensuite sélectionné uniquement les résultats dans lesquels Uranus avait une inclinaison de plus de 17 degrés et ont également rejeté toute simulation dans laquelle Uranus se trouvait à moins de 50 rayons uraniens d'une autre planète, car cela serait susceptible d'éjecter Obéron ainsi que la lune hypothétique supplémentaire. Cela a laissé 17 simulations.
Boue et Laskar ont ensuite ajouté la lune supplémentaire pour voir comment cela affecterait l'inclinaison d'Uranus et ont répété chacun de ces 17 scénarios 100 fois supplémentaires. Dans 37 cas, la nouvelle lune a aidé Uranus à se coucher, puis a fini par être éjectée après une rencontre rapprochée avec une autre géante gazeuse.
C'est un résultat intéressant et pas seulement à cause de l'inclinaison : certains modèles de formation de planètes prédisent qu'Uranus aurait dû avoir une autre lune (bien qu'un peu plus petite que celle présentée par Boue et Laskar). Par conséquent, cette idée a l'élégante propriété d'expliquer deux mystères pour le prix d'un, ce qui n'est jamais une mauvaise chose en science.
Réf : http://arxiv.org/abs/0912.0181 : Un scénario sans collision pour l'inclinaison d'Uranus