Il y a une nouvelle hypothèse sur la façon dont Uranus s’est retrouvée inclinée sur le côté

Uranus est un cas à part. La plupart des planètes de notre système solaire ont leurs pôles plus ou moins orientés dans la même direction. Et la plupart d’entre elles tournent dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, vues d’en haut. Mais Uranus ? Son axe de rotation est orienté à 98 degrés par rapport à son orbite, et elle tourbillonne dans le sens des aiguilles d’une montre.

L’hypothèse la plus répandue pour expliquer cette bizarrerie est que quelque chose de gros a percuté Uranus il y a longtemps, la faisant basculer du cul à la bouilloire. Bien que ce scénario ne soit pas impossible, il y a quelques trous assez importants dans ce modèle.

Mais n’ayez crainte. Des astronomes de l’Université du Maryland ont imaginé un nouveau scénario qui résout parfaitement ces problèmes. Non, Uranus n’a pas bu l’alcool de la comète et n’est pas tombée. Mais elle pourrait avoir été inclinée sur le côté par un système d’anneaux géants.

“Attendez une seconde”, vous pensez sans doute, “Uranus n’a pas de système d’anneaux géants” Et c’est exact. Pour l’instant, elle n’en a pas – ses anneaux sont des choses faibles et vagues comparées à l’étendue glorieuse de Saturne.

Mais des données récentes fournies par Cassini suggèrent que les anneaux peuvent être temporaires et de courte durée. Il est donc possible qu’Uranus ait eu un système beaucoup plus étendu au cours de son passé de 4,5 milliards d’années.

Les problèmes que pose le modèle de la face cachée sont principalement liés à ce qui entoure la planète. Neptune, par exemple. Si vous regardez l’excellente vidéo ci-dessous, vous verrez que Neptune et Uranus ont une période de rotation similaire.

La similitude de ces périodes de rotation implique que – comme pour Jupiter et Saturne – les deux planètes sont nées ensemble. La probabilité de périodes de rotation similaires devient beaucoup plus faible si l’on tient compte d’un ou plusieurs impacts suffisamment importants pour faire basculer Uranus sur le côté.

Les lunes d’Uranus posent également un problème. Un basculement soudain résultant d’un impact perturberait et déstabiliserait probablement son système de satellites. Pourtant, les lunes de la planète de glace sont similaires en taille relative et en espacement aux lunes galiléennes.

Et ces lunes sont également glacées. Des impacts suffisamment importants pour faire basculer la planète auraient dû générer suffisamment de chaleur pour vaporiser toute glace sur ces lunes, les rendant principalement rocheuses, mais toutes les lunes principales de la planète ont des parts au moins égales de roche et de glace.

Selon les astronomes Zeeve Rogoszinski et Douglas Hamilton de l’Université du Maryland, ces problèmes seraient résolus si Uranus possédait un système d’anneaux suffisamment grand pour la faire vaciller sur son axe comme une toupie – un phénomène appelé précession – et si cette précession s’alignait sur la précession orbitale de la planète, où l’ellipse change lentement de position autour du Soleil.

Vous pouvez voir ces deux concepts animés ci-dessous.

Cet alignement des mouvements est appelé résonance, et il s’est produit à quelques reprises dans le système solaire – généralement entre les orbites de deux ou plusieurs corps. Par exemple, Pluton et Neptune ont une résonance orbitale de 2:3, ce qui signifie que pour deux orbites de Pluton autour du Soleil, Neptune effectue trois orbites.

La résonance entre la précession d’une planète et sa précession orbitale est connue sous le nom de résonance séculaire spin-orbite, et elle peut générer une grande inclinaison axiale. On pense qu’une résonance de ce type pourrait avoir introduit une inclinaison axiale de Saturne supérieure à celle de Jupiter, par exemple.

La résonance de l’orbite séculaire de spin a déjà été explorée en relation avec l’inclinaison d’Uranus, mais avec la résonance induite par l’hypothétique Planète Neuf. Elle a finalement été écartée comme étant extrêmement improbable.

Mais, selon Rogoszinski et Hamilton, un grand disque pourrait mieux correspondre. Ils ont modélisé Uranus et Neptune avec de grands disques pour voir comment ils interagissent avec les planètes. Ils ont constaté qu’un grand disque de matière en accrétion sur la planète – qui, nous le savons, fait partie du processus de formation des planètes géantes – correspondait le mieux.

Mais même s’il produisait le meilleur résultat de tous leurs modèles, il ne parvenait pas à faire monter Uranus jusqu’au sommet. Sur une période d’un million d’années, il n’a produit qu’une inclinaison de 70 degrés. Ce qui veut dire qu’il y a encore de la vie dans la théorie du big boom.

Cependant, les roches d’impact nécessaires pour pousser Uranus sur le reste du chemin seraient beaucoup plus petites – et donc plus probables.

“Bien que nous ne puissions que rarement générer des inclinaisons supérieures à 70 degrés et que nous ne puissions pas entraîner des inclinaisons supérieures à 90 degrés, une collision ultérieure avec un objet représentant environ la moitié de la masse de la Terre pourrait faire basculer Uranus de 70 à 98 degrés”, écrivent les chercheurs dans leur article.

“Minimiser les masses et le nombre d’impacteurs géants de deux ou plus à un seul augmente la probabilité de produire les états de rotation d’Uranus d’environ un ordre de grandeur.”

Ce ne sont que des hypothèses pour l’instant, et c’est encore très loin d’être le cas, mais une chose semble certaine : cela a dû être une époque sauvage pour Uranus, comète alcoolisée ou non.

Les recherches ont été publiées dans The Astrophysical Journal.