Lorsque Mars et Jupiter ont migré vers leurs orbites actuelles il y a environ 4 milliards d'années, ils ont laissé des cicatrices dans la ceinture d'astéroïdes qui sont encore visibles aujourd'hui.
Les preuves sont dévoilées dans un nouvel article dans le numéro de cette semaine du journal La nature, par les scientifiques planétaires David Minton et Renu Malhotra de l'Université de l'Arizona à Tucson.
La ceinture d'astéroïdes est connue depuis longtemps pour abriter des lacunes, appelées lacunes de Kirkwood, à des endroits distincts. Certaines de ces lacunes correspondent à des zones instables, où l'influence gravitationnelle moderne de Jupiter et Saturne éjecte des astéroïdes. Mais pour la première fois, Minton et Malhotra ont remarqué que certaines clairières ne convenaient pas.
"Ce que nous avons constaté, c'est que de nombreuses régions sont épuisées en astéroïdes par rapport à d'autres régions, et pas seulement dans les lacunes de Kirkwood précédemment connues qui sont expliquées par les orbites planétaires actuelles", a écrit Minton dans un courriel. Dans un éditorial accompagnant le document, l'auteur Kevin Walsh a ajouté: «Qualitativement, il semble qu'un chasse-neige ait été conduit à travers la ceinture d'astéroïdes principale, chassant les astéroïdes en cours de route et ralentissant jusqu'à un arrêt au bord intérieur de la ceinture.»
Walsh est originaire de l’Observatoire de la Côte d’Azur en France. Dans son Nouvelles et opinions morceau, il explique que les lacunes connues de Kirkwood, découvertes par Daniel Kirkwood en 1867, "correspondent à l'emplacement des résonances orbitales avec Jupiter - c'est-à-dire des orbites dont les périodes sont des rapports entiers de la période orbitale de Jupiter." Par exemple, si un astéroïde orbite autour du Soleil trois fois pour chaque fois que Jupiter le fait, ce sera dans une résonance orbitale 3: 1 avec la planète, écrit-il. Les objets en résonance avec une planète géante ont des orbites intrinsèquement instables et sont susceptibles d'être éjectés du système solaire. Lorsque les planètes ont migré, les astronomes pensent que les objets en résonance avec eux se sont également déplacés, affectant différentes parties de la ceinture d'astéroïdes à différents moments.
"Ainsi, si rien n'a complètement remodelé la ceinture d'astéroïdes depuis que les planètes se sont installées dans leurs orbites actuelles, les signatures de la migration orbitale planétaire passée peuvent toujours rester", a écrit Walsh. Et c'est exactement ce que Minton et Malhotra recherchaient.
La ceinture d'astéroïdes a facilement livré ses secrets, montrant les preuves persistantes de billard planétaire sur le bord intérieur de la ceinture d'astéroïdes et sur le bord extérieur de chaque lacune de Kirkwood. La nouvelle découverte, basée sur des modèles informatiques, apporte un soutien supplémentaire à la théorie selon laquelle les planètes géantes - Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune - se sont formées deux fois plus près du soleil qu'elles le sont maintenant et dans une configuration plus serrée, et se sont déplacées lentement vers l'extérieur.
«L'orbite de Pluton et d'autres objets de la ceinture de Kuiper qui sont piégés dans [des orbites qui résonnent] avec Neptune peut s'expliquer par la migration vers l'extérieur de Neptune», écrivent Minton et Malhotra dans la nouvelle étude. "L'échange de moment angulaire entre les planétésimaux et les quatre planètes géantes a provoqué la migration orbitale des planètes géantes jusqu'à l'épuisement du disque planétésimal externe." Les planétésimaux sont des objets rocheux et glacés laissés par la formation des planètes.
"Alors que Jupiter et Saturne ont migré", poursuivent les auteurs, ils ont fait des ravages sur la jeune ceinture d'astéroïdes, "excitant des astéroïdes dans des orbites terrestres de croisement de planète, épuisant ainsi considérablement la population de la ceinture d'astéroïdes et provoquant peut-être également un bombardement lourd tardif dans le solaire intérieur Système."
Le bombardement lourd tardif aurait eu lieu il y a environ 3,9 milliards d'années, soit 600 millions d'années après la naissance du système solaire, et il serait à l'origine de bon nombre des plus anciens cratères de la Lune. Walsh a déclaré qu'une prochaine étape raisonnable, pour corroborer la théorie sur les clairières nouvellement décrites dans la ceinture d'astéroïdes, est de les relier chronologiquement au bombardement.
LEAD PHOTO CAPTION: Représentation par l'artiste de la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter. Crédit: David Minton et Renu Malhotra
Source: Nature
