De nouvelles recherches révèlent des informations inédites sur la planète Neptune, notamment un cataclysme céleste qui aurait « détruit des mondes anciens » il y a des milliards d’années. Les observations du télescope spatial James Webb de la NASA montrent qu’un intrus de la taille de Pluton a provoqué le chaos sur la planète la plus éloignée du système solaire.
Les scientifiques ont analysé la composition de trois petites lunes internes de Neptune, Protée, Larissa et Galatée, ainsi que ses anneaux de poussière internes. Ils y ont détecté des minéraux argileux que l’on s’attendrait à trouver au cœur de certains mondes des confins du système solaire. Ces minéraux riches en magnésium existent sur la planète naine Cérès, qui orbite dans la ceinture principale d’astéroïdes entre Mars et Jupiter, ainsi que dans certaines météorites. « Ces minéraux exigent un contact prolongé entre de l’eau liquide et de la roche pour se former », explique Ryleigh Davis, planétologue et chercheur postdoctoral à l’Université de Californie à San Diego, auteur principal de l’étude publiée dans la revue Science Advances.
« Les lunes elles-mêmes sont bien trop petites et froides pour que cette chimie se produise sur place. L’argile a donc dû venir d’ailleurs, des profondeurs d’un monde ancien bien plus grand. Trouver cette matière sur les lunes internes de Neptune indique un événement catastrophique dans le passé de la planète qui a détruit ces mondes anciens et exposé leur intérieur profond. Les petites lunes et les anneaux que nous voyons aujourd’hui se sont reformés à partir de ces débris », précise Davis, qui a travaillé sur l’étude alors qu’il était au California Institute of Technology.
Les chercheurs estiment que le responsable de ce cataclysme serait Triton, actuellement la plus grande lune de Neptune. Triton résidait auparavant plus loin dans le système solaire, dans une région appelée la ceinture de Kuiper. Durant le premier milliard d’années environ après la formation du système solaire, il y a 4,5 milliards d’années, une période chaotique où les grandes planètes gazeuses migraient encore vers leurs orbites actuelles, la gravité de Neptune a capturé Triton. Triton est légèrement plus grande que Pluton, autre habitante de la ceinture de Kuiper, mais plus petite que la Lune terrestre.
Après sa capture, les forces gravitationnelles de Triton ont perturbé les lunes originelles de Neptune et provoqué des collisions entre elles. Les lunes internes actuelles de Neptune se sont finalement formées à partir de certains débris. « L’intérieur des grandes lunes glacées nous est normalement caché en permanence, enfoui sous d’épaisses coquilles de glace d’eau, accessible seulement par des modèles et des déductions. Les lunes internes de Neptune pourraient être le seul endroit du système solaire où nous pouvons observer directement cette matière, car cet événement catastrophique a pour ainsi dire retourné ces mondes anciens comme un gant », ajoute Davis.
Triton est la seule grande lune du système solaire qui orbite dans le sens inverse de la rotation de sa planète. Ce fait apporte une preuve supplémentaire que Triton a été capturée après s’être formée ailleurs, plutôt que d’être une lune originelle de Neptune.
Intrus
Les trois autres grandes planètes gazeuses, Jupiter, Saturne et Uranus, possèdent chacune un système de grandes lunes qui se sont formées autour de la planète et qui orbitent sur un trajet approximativement circulaire dans le même sens que la rotation de la planète. « Neptune est la seule planète géante du système solaire sans un système ordonné de grands satellites réguliers. Neptune a donc fini par avoir un intrus capturé qui domine son système de satellites, plutôt que la famille ordonnée de lunes que l’on observe autour des autres géantes », explique Davis.
Triton représente plus de 99 % de la masse totale du système de satellites de Neptune, ses lunes et ses anneaux. Neptune, située à environ trente fois la distance Terre-Soleil, possède seize lunes connues. Néréide, une des lunes les plus externes de Neptune, présente l’une des orbites les plus elliptiques du système solaire. Les chercheurs indiquent que la composition de Néréide, révélée dans une autre étude, suggère qu’elle fut la seule survivante parmi les lunes originelles de Neptune, ayant échappé à la colère de Triton.
Triton, dont la composition serait similaire à celle de Pluton, possède de la glace d’azote, de la glace de méthane et du dioxyde de carbone à sa surface, ainsi qu’une fine atmosphère d’azote. Les chercheurs avancent une autre explication possible, bien que moins probable : un autre monde de la ceinture de Kuiper, de la taille de Pluton, serait passé trop près de Neptune et aurait été déchiré par sa gravité.
L’histoire des lunes de Neptune, selon Davis, rappelle que le système solaire a un passé violent. « C’est un exemple frappant de la manière dont un seul événement aléatoire peut modifier fondamentalement l’architecture d’un système planétaire », conclut Davis.