Les planètes géantes de notre Système Solaire, telles que Jupiter et Saturne, ont connu une formation compacte suivie d’une réorganisation violente.
Cette instabilité, survenue peu après la naissance du Système, pourrait avoir été déclenchée par une rencontre avec un objet substellaire, offrant un nouvel éclairage sur l’évolution cosmique.
La réorganisation des géantes : un bouleversement cosmique
Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune se sont initialement formées dans une configuration compacte avant de subir une réorganisation violente qui les a dispersées à leurs positions actuelles.
Ce bouleversement, dont le déclencheur reste incertain, a eu des conséquences majeures sur le Système Solaire.
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L’instabilité des planètes géantes explique des caractéristiques telles que les astéroïdes co-orbitaux de Jupiter, les satellites irréguliers des géantes, et la structure orbitale des ceintures de Kuiper et d’astéroïdes.
Ces événements se seraient produits tôt, probablement entre 5 et 20 millions d’années après la formation du Système Solaire.
Un objet errant : déclencheur de chaos ?
Sean Raymond et Nathan Kaib ont mené 3000 simulations informatiques pour tester l’effet de passages stellaires sur le jeune système planétaire. Le Soleil, formé dans un amas d’étoiles, a inévitablement connu des rencontres rapprochées.
Les simulations ont débuté avec les planètes géantes dans une chaîne résonante stable, puis ont introduit un passage stellaire unique.
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Les scénarios réussis impliquaient un objet de faible masse, entre 3 et 30 masses joviennes, passant à environ 20 unités astronomiques du Soleil.
Ces conditions ont permis de reproduire un système solaire similaire à l’actuel, tout en préservant la ceinture de Kuiper.
La probabilité d’un passage stellaire
La probabilité que l’instabilité des planètes géantes ait été déclenchée par un passage stellaire dépend fortement de l’abondance des planètes flottantes libres et des naines brunes de faible masse.
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Des observations récentes suggèrent que ces objets sont plus fréquents que prévu. Si leur nombre est sous-estimé ne serait-ce que par un facteur de quatre, la probabilité d’une instabilité déclenchée par un passage stellaire pourrait passer d’environ un pour cent à cinq pour cent.
Cependant, distinguer ce mécanisme des autres scénarios, tels que la dispersion du disque de gaz, la déstabilisation spontanée ou les interactions gravitationnelles avec le disque de planétésimaux externe, reste complexe.
Les instabilités déclenchées par un passage stellaire pourraient survenir des dizaines de millions d’années après l’événement initial, rendant l’identification du déclencheur exact encore plus difficile.
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