Que se passerait-il si le système solaire obtenait un super

En cette ère de découverte d’exoplanètes, les astronomes ont découvert plus de 5 000 exoplanètes confirmées, des milliers d’autres attendent d’être confirmées et des milliards d’autres attendent d’être découvertes. Ces exoplanètes existent dans un spectre ahurissant de tailles, de compositions, de périodes orbitales et de presque toutes les autres caractéristiques mesurables.

Leur connaissance a également permis de mieux comprendre notre système solaire. Nous avions l'habitude de le considérer comme un arrangement archétypal de planètes puisque c'est tout ce que nous avions à faire. Mais nous savons maintenant que nous sommes peut-être une exception car nous n’avons pas de Super-Terre.

Les super-Terres sont une classe de planètes communes autour d’autres étoiles. Ils sont définis uniquement par la masse, entre 2 et 10 masses terrestres. Même si les chasseurs de planètes en ont découvert plus de 1 500, notre système solaire n’en possède pas. Étant donné que notre système solaire ne dispose pas d’un de ces types représentatifs, il est difficile pour les planétologues de comprendre les super Terres dans d’autres systèmes.

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L’architecture de notre système solaire est également assez différente de celle que les astronomes voient autour d’autres étoiles. Des systèmes comme Kepler-11 ont plusieurs planètes dans des systèmes compacts sur des orbites stables à long terme beaucoup plus proches de l'étoile. Les interactions entre planètes aussi compactes devraient contribuer à l'instabilité orbitale, mais les planètes de Kepler-11 ont le potentiel de rester stables pendant des milliards d'années. La plus petite planète du système, Kepler-11 f, est toujours 2,5 fois plus massive que la Terre.

D'autres systèmes comme HD 20782 ont des planètes avec des excentricités orbitales extrêmes. HD 20782 b possède l'une des orbites les plus excentriques connues. Son excentricité est de 0,97, extrêmement élevée puisqu'une excentricité de 1,00 est une orbite de fuite. (À titre de comparaison, l'excentricité de la Terre est de 0,016, où 0 est une orbite circulaire.) En conséquence, HD 20782 b subit des variations de température brutales lors de son voyage du système solaire interne au système externe sur son orbite de 585 jours.

Un planétologue expérimenté voulait savoir ce qui se passerait si notre système solaire possédait une super-Terre. Comment cela changerait-il notre système solaire ? Une Super-Terre rapprocherait-elle davantage notre système solaire de certains des autres systèmes que nous voyons dans la Voie Lactée ? Notre système solaire serait-il même reconnaissable ?

Pour le savoir, il a créé une Super-Terre simulée dans une simulation de notre système solaire.

Son nom est Stephen Kane et il est professeur d'astrophysique planétaire à l'Université de Californie. L’article s’intitule « Les conséquences dynamiques d’une super-Terre dans le système solaire » et Kane en est l’unique auteur. Le document n’a pas encore été évalué par des pairs.

Dans son article, Kane souligne l'écart taille/masse planétaire de notre système solaire et ce que cela signifie pour les chercheurs. Sans une Super-Terre, qui s'insère entre la masse de la Terre et celle de Neptune, il est difficile de replacer notre système dans son contexte. Il est difficile de modéliser comment ces planètes se forment et quelle pourrait être leur composition.

Il pourrait y avoir plusieurs raisons pour lesquelles notre système n’a pas de Super-Terre. La migration précoce de Jupiter et de Saturne a peut-être joué un rôle en engloutissant la masse qui aurait pu s'accumuler sur Terre ou Mars et en les transformant en super-Terres.

Sans notre propre Super-Terre à étudier, les chercheurs se retrouvent avec de nombreuses questions. "Même ainsi", écrit Kane, "il est utile d'étudier les conséquences dynamiques d'une masse planétaire supplémentaire au sein du système solaire afin de contraindre les théories actuelles sur la formation et d'étudier les implications pour les architectures générales du système planétaire."

Les modèles informatiques et les simulations détaillés constituent une partie importante de l'astronomie, et ils deviennent de plus en plus détaillés et puissants au fil du temps. Les chercheurs varient les données pour voir comment des éléments tels que les systèmes solaires et les planètes se forment et se comportent dans différentes conditions. Dans ce travail, Kane a placé une super-Terre dans notre système solaire pour voir ce qui se passerait.

"Dans cet article, nous fournissons les résultats d'une étude dynamique qui place une planète tellurique supplémentaire dans la plage de masse comprise entre 1 et 10 masses terrestres et dans la plage des demi-grands axes comprise entre 2 et 4 UA dans l'architecture actuelle du système solaire", écrit Kane.