Toutes les planètes du système solaire sont plus ou moins orientées de la même façon que le Soleil, le Nord et le Sud pointant dans la même direction. Mais pas Uranus. L’axe nord-sud de la planète bleue est incliné de 98 degrés par rapport au plan orbital du Soleil – elle est pratiquement en orbite couchée.
C’est tellement bizarre que cela n’a pas pu se produire tout seul, et les astronomes pensent maintenant avoir trouvé la réponse. Quelque part, dans un lointain passé, Uranus a été frappée latéralement par une planète solitaire dont la masse est environ deux fois celle de la Terre.
En fait, un impact géant – ou plusieurs impacts plus petits – est considéré comme la raison la plus plausible pour laquelle Uranus roule autour du Soleil comme une boule paresseuse depuis au moins 1966. Mais nous savons très peu de choses sur la façon dont il s’est produit, sur la date à laquelle il s’est produit et sur les autres effets qu’il a eus sur la planète.
Pour trouver des réponses à ces questions, les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques, en envoyant des objets de différentes tailles sur un modèle d’Uranus et en observant les résultats.
“Nous avons exécuté plus de 50 scénarios d’impact différents à l’aide d’un superordinateur très puissant pour voir si nous pouvions recréer les conditions qui ont façonné l’évolution de la planète”, a déclaré le physicien Jacob Kegerreis de l’université de Durham, au Royaume-Uni.
“Nos résultats confirment que l’issue la plus probable était que la jeune Uranus a été impliquée dans une collision cataclysmique avec un objet de deux fois la masse de la Terre.”
(ESA/Hubble et NASA, L. Lamy)
Selon l’équipe, l’événement s’est probablement produit il y a environ 4 milliards d’années, aux premiers stades du système solaire. Un tel cataclysme peut expliquer plusieurs autres phénomènes étranges sur Uranus.
Par exemple, les délicats anneaux équatoriaux de la planète, et son système de lunes progrades régulières. Le fait que les lunes orbitent toutes dans la même direction était auparavant un point d’achoppement pour l’hypothèse d’un impact géant, puisque des modélisations précédentes ont montré qu’un tel impact enverrait au moins certaines lunes actuelles dans la direction opposée.
Mais si l’impact d’un corps rocheux et glacé a envoyé des nuages de matériaux rocheux et glacés en orbite autour de la planète, ils pourraient tous avoir fini par tourner dans la même direction – et créer des anneaux, aussi. Les lunes irrégulières situées sur l’orbite externe de la planète, en revanche, ont pu être capturées plus tard.
Un autre mystère qui a assombri la théorie de l’impact est la raison pour laquelle une telle perturbation n’a pas fait exploser l’atmosphère d’Uranus dans l’espace. Au contraire, elle est toujours bien enveloppée autour de la planète comme une couverture glacée.
Cependant, si le choc a été violent, il aurait été suffisant pour faire basculer Uranus sur le côté tout en lui permettant de conserver son atmosphère – et en projetant une pluie de matériaux en orbite.
Et l’impact aurait même pu créer de la glace en fusion et des morceaux de roche à l’intérieur de la planète. Cela expliquerait un autre mystère, à savoir pourquoi Uranus possède un champ magnétique aussi déséquilibré, à la fois asymétrique et incliné de 60 degrés par rapport à l’axe.
Le modèle semble expliquer tout très clairement, ce qui est formidable, et pas seulement pour comprendre notre propre système solaire.
L’un des types d’exoplanètes les plus couramment découverts par la mission Kepler est une sorte de mini-Neptune – une planète de glace comme Uranus et Neptune, mais de plus petite taille ; Uranus a une masse environ 14 fois supérieure à celle de la Terre et une taille quatre fois plus grande.
Le fait d’en savoir plus sur Uranus et sur la façon dont elle est devenue si étrange peut aider à comprendre l’évolution d’autres planètes de même nature dans le vaste univers. Elles n’ont peut-être pas de champs magnétiques bizarres, par exemple, mais elles peuvent être tout aussi odorantes.
Les recherches de l’équipe ont été publiées dans l’Astrophysical Journal.