Une découverte récente pourrait éclairer des questions anciennes sur les planetesimi. Des chercheurs ont mis en évidence la formation particulière de ces corps célestes, offrant ainsi des clés pour mieux comprendre leur structure et leur origine fascinante.
NASA | Une photo d’Arrokoth prise par la sonde New Horizons de la NASA le 1er janvier 2019
Il existe une région éloignée du système solaire située au-delà de l’orbite des principales planètes, à l’extérieur de l’orbite de Neptune. C’est la ceinture de Kuiper, où des milliers de corps célestes mineurs orbitent, constitués en grande partie de méthane, d’ammoniaque, d’eau et d’autres substances volatiles congelées. De nombreux objets dans cette région sont des planetesimi, qui sont des objets spatiaux primordiaux datant des débuts du système solaire.
Récemment, des chercheurs de la Michigan State University (MSU) semblent avoir trouvé des pistes sur l’un des mystères les plus complexes concernant les planetesimi. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
L’étude des planetesimi
Environ un sur dix des planetesimi de la ceinture de Kuiper présente une caractéristique inattendue : ils se forment en structures binaires, composées de deux sphères connectées, ce qui crée une forme semblable à celle d’un bonhomme de neige.
Parmi ces corps primordial se trouve Arrokoth, le plus ancien planetesimo observé par une sonde spatiale. Cet objet ultra-rouge, formé il y a 4 milliards d’années, a été découvert en 2014 grâce au télescope spatial Hubble.
Des chercheurs ont longtemps émis l’hypothèse d’un effondrement gravitationnel à l’origine de leur formation, sans pour autant en apporter la preuve. Ce phénomène se produit lorsqu’un objet dans l’espace, comme une nuage de gaz ou une étoile, se contracte sous sa propre gravité lorsque la pression interne diminue. Ce processus est conceptuellement similaire à celui de la formation des trous noirs.
La théorie de l’effondrement gravitationnel
Bien que cette théorie ait été suggérée par de nombreux chercheurs, Jackson Barnes de la MSU a été le premier à réaliser une simulation en mesure de montrer comment ce processus pourrait expliquer la forme typique à double lobes des planetesimi.
À l’origine, le système solaire était un disque de poussières et de gaz, dont les restes sont toujours présents dans la ceinture de Kuiper. « Les planetesimi sont les premiers grands objets à se former à partir du disque de poussière et de débris« , expliquent les chercheurs.
« Parfois, pendant que la nébuleuse tourne – ajoutent-ils – celle-ci s’effondre sur elle-même, déchirant l’objet et formant deux planetesimi distincts qui orbitent l’un autour de l’autre ». Dans la simulation de Barnes, dans ces systèmes binaires, les corps possèdent une orbite en spirale vers l’intérieur qui les rapproche, provoquant un contact délicat sans collision, jusqu’à fusionner tout en conservant leur forme sphérique. Une fois fusionnés, ces deux corps restent unis – explique Barnes – car il est très peu probable qu’ils entrent en collision avec d’autres corps dans la ceinture de Kuiper, comme en témoigne l’absence de cratères sur la plupart des systèmes binaires. « Sans collision – ajoute le chercheur – aucune force n’est en mesure de les séparer ».