Dans la mythologie antique, c’est Saturne qui dévore ses enfants. Mais en réalité, il s’avère que c’est Jupiter qui mange les bébés planètes.
Dans un nouvel article publié dans le journal Icarusdes chercheurs qui ont analysé les données de la mission Juno de la Nasa ont constaté que le noyau de Jupiter est plus massif que ce que certains modèles antérieurs de formation de la géante gazeuse auraient prédit.
Une explication possible est que Jupiter a consommé des planétésimaux – des bébés planètes – à un moment donné dans le passé, transformant ces planètes potentielles en un centre de masse qui a attiré le reste du matériel qui a formé la grande planète.
Jupiter est la plus grande planète du système solaire, contenant deux fois la masse de toutes les autres planètes réunies, ayant aspiré la plupart des restes d’hydrogène gazeux issus de la formation du Soleil.
Cet hydrogène abondant constitue la majeure partie de la vaste atmosphère de la planète géante et, à de plus grandes profondeurs, il est liquéfié par la pression en un vaste océan d’hydrogène liquide métallique et conducteur d’électricité, source de l’énorme champ magnétique de Jupiter.
Certaines théories de la formation de Jupiter soutiennent que la planète s’est condensée à partir d’un nuage de gaz en vase, avec des portions du nuage tourbillonnant plus étroitement, et augmentant en masse jusqu’à ce qu’elles s’effondrent sur elles-mêmes ; un peu de la façon dont les étoiles se forment, mais sans devenir assez massive pour déclencher une réaction thermonucléaire et devenir une petite étoile. D’autres théories soutiennent que les collisions de petits rochers glacés de l’espace ont pu former une petite graine de masse rocheuse autour de laquelle Jupiter, tel que nous le connaissons, a coalescé.
Mais on ne sait pas avec certitude si le cœur de Jupiter est constitué d’un petit noyau rocheux ou s’il possède un noyau plus “flou” d’éléments lourds dilués par de l’hydrogène et de l’hélium. Comme l’écrivent les chercheurs dans le nouvel article, “Il n’existe pas de solution unique pour la structure interne de Jupiter et plus d’un profil de densité peut satisfaire toutes les contraintes observationnelles.”
Une grande partie de ce que les scientifiques savent sur l’intérieur de Jupiter provient des mesures gravitationnelles prises par la sonde Juno de la Nasa, qui orbite et étudie la géante gazeuse depuis 2016.
C’est en analysant les données de Juno que les chercheurs ont découvert une anomalie : les modèles précédents suggéraient que le noyau de Jupiter, quel qu’il soit, représentait environ 10 % de la masse de la planète. Mais dans leurs nouveaux modèles utilisant les données de Juno, les chercheurs ont découvert que cette région représente 30 % ou plus de la masse de la planète, ce qui implique une quantité plus importante que prévu d’éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium.
Plusieurs scénarios pourraient expliquer le nouveau modèle, mais les chercheurs en retiennent un qu’ils considèrent comme le plus probable : Au lieu de croître à partir de l’agglomération de petites roches spatiales, la croissance précoce de Jupiter pourrait avoir été alimentée par des collisions entre des planétésimaux beaucoup plus grands. Cela expliquerait les éléments plus lourds trouvés dans le noyau de Jupiter, mais pourrait également avoir de grandes implications sur la façon dont nous comprenons la formation des planètes autour de notre Soleil et d’autres étoiles.
Les scientifiques savent que la gravité de Jupiter a affecté la formation et les orbites d’autres planètes, et que les grandes géantes gazeuses en formation précoce dans d’autres systèmes stellaires pourraient exercer une influence similaire.
Mais si les géantes gazeuses doivent aussi engloutir les planétésimaux qui pourraient, s’ils survivaient, devenir un jour des planètes rocheuses comme la Terre, ces géantes gazeuses pourraient avoir encore plus d’influence sur la formation d’autres planètes – et de la vie telle que nous la connaissons – qu’on ne le pensait.
Il existe d’autres explications, bien que moins possibles, pour le centre lourd de Jupiter, notent les chercheurs dans leur article, notamment un impact géant d’un grand corps rocheux à un moment donné au cours des premières années de Jupiter.
Pour en avoir le cœur net, il faudra “des observations futures à haute résolution des régions de formation de planètes autour d’autres étoiles, des architectures observées et modélisées de systèmes extrasolaires avec des planètes géantes, et des données futures de Juno obtenues pendant sa mission prolongée”, écrivent-ils.
