Les astéroïdes troyens révèlent la grande migration de Jupiter

Le goliath planétaire Jupiter s'est formé 3,5 fois plus loin du Soleil qu'il ne l'est maintenant, mais son voyage vers l'intérieur n'a pris que 700 000 ans environ.

Par Jake Parks  | Publication: mercredi 27 mars 2019

Deux populations d'astéroïdes primitives connues sous le nom de chevaux de Troie se rassemblent à des points stables le long du trajet orbital de Jupiter. Mais un camp a plus de membres que l'autre. Pour enquêter sur cet écart, les chercheurs ont effectué des simulations informatiques avancées qui ont retracé la façon dont les planètes géantes se sont déplacées à travers le premier système solaire, les aidant à déterminer le scénario de migration qui correspond le mieux aux populations troyennes que nous voyons aujourd'hui.

Astronomie: Roen Kelly

S'il y a une chose que nous savons de la multitude d'exoplanètes détectées au cours des dernières décennies, c'est que les planètes géantes n'ont pas peur de s'habituer à leurs étoiles. Cependant, parce que la région proche d'une jeune étoile active n'est pas l'endroit idéal pour construire de grandes planètes, les astronomes ont tendance à penser que les exoplanètes surdimensionnées se forment d'abord loin de leurs étoiles hôtes avant de migrer vers l'intérieur en vieillissant.

Maintenant, de nouvelles recherches suggèrent que la plus grande planète de notre système solaire, Jupiter, a probablement subi sa propre grande migration au début de sa vie. Et il s'avère que c'était tout un voyage.

Selon l'étude , qui a été acceptée pour publication dans la revue Astronomy & Astrophysics , bien que Jupiter se trouve maintenant à une distance moyenne de 5,2 unités astronomiques du Soleil (1 UA est la distance moyenne Terre-Soleil), le cœur du géant du gaz formé probablement 18 UA. C'est environ deux fois plus loin que Saturne actuel est du Soleil. En outre, Jupiter a apparemment fait tout le voyage en moins d'un million d'années environ, ce qui n'est qu'un clin d'œil en termes astronomiques.

Bien que l'idée d'un Jupiter errant ne soit pas nouvelle, «c'est la première fois que nous avons la preuve que Jupiter s'est formé loin du Soleil et a ensuite migré vers son orbite actuelle», a déclaré l'auteur principal Simona Pirani, doctorante à Lund. Université, dans un communiqué de presse . "Nous avons trouvé des preuves de la migration des astéroïdes troyens en orbite près de Jupiter."

Rencontrez les chevaux de Troie

Les astéroïdes troyens de Jupiter sont un groupe mystérieux. Partageant une orbite avec la planète géante, ces corps sombres et rougeâtres sont divisés en deux groupes principaux: le «camp grec», qui mène Jupiter, et le «camp troyen», qui traîne derrière.

Chaque planète a un ensemble de cinq points lagrangiens où les petits objets comme les astéroïdes peuvent maintenir des positions quelque peu stables par rapport au soleil et à la planète. Le «camp grec» d'astéroïdes de Jupiter traîne devant la planète à L4, tandis que le «camp de Troie» de Jupiter traîne derrière à L5.

Astronomie: Roen Kelly après l'équipe scientifique NASA / WMAP; Jupiter au-dessus: NASA / ESA / A. Simon (GSFC)

Bien que la base de données du Minor Planet Center répertorie actuellement 7 190 chevaux de Troie Jupiter connus, ils ne sont pas répartis également entre les deux camps. Au lieu de cela, selon une préimpression de l'étude disponible sur arXiv.org , le principal camp grec a entre 40 et 100% d'astéroïdes de plus que le camp de Troie traînant (le déséquilibre est plus prononcé pour les petits astéroïdes).

"L'asymétrie a toujours été un mystère dans le système solaire", a déclaré le co-auteur Anders Johansen, professeur d'astronomie à l'Université de Lund.

Afin d'étudier pourquoi Jupiter a plus de chevaux de Troie dans son avant-garde que sur son flanc, les chercheurs ont effectué des simulations informatiques avancées qui ont fait marcher le système solaire primitif à travers des millions d'années d'évolution par incréments de 50 jours.

Sur la base de nombreuses simulations, les chercheurs affirment que la migration vers l'intérieur des planètes géantes a toujours entraîné un plus grand essaim de chevaux de Troie devant Jupiter au lieu de derrière. Cela est dû au fait que lorsque Jupiter se déplace vers l'intérieur, il crée une zone plus large de stabilité gravitationnelle à l'avant de la planète, conduisant à un surplus d'astéroïdes du camp grec. Cependant, d'autres modèles évolutifs qui reposent sur la formation de Jupiter dans sa position actuelle aboutissent à un nombre égal de chevaux de Troie dans les deux camps.

De plus, l'étude montre que la grande migration de Jupiter s'est produite très rapidement en termes cosmiques. En seulement quelques millions d'années, Jupiter commençant comme un petit astéroïde glacé, la planète est devenue suffisamment grande pour capturer la majorité de ses chevaux de Troie. Puis, au cours des quelque 700 000 années suivantes, Jupiter et ses chevaux de Troie ont rapproché le Soleil, propulsés par les interactions gravitationnelles entre la géante gazeuse naissante et le disque protoplanétaire du jeune Soleil.

Mais les chevaux de Troie ne sont pas seulement intéressants, car ils ont dérivé vers l'intérieur avec Jupiter. Selon l'article, "Dans notre scénario exploré ici, les chevaux de Troie Jupiter sont une population primordiale dans laquelle le noyau de Jupiter s'est formé. Par conséquent, ils détiennent des informations précieuses sur les blocs de construction des noyaux de nos planètes géantes."

Cela signifie, Johansen a déclaré: «Nous pouvons en apprendre beaucoup sur le noyau et la formation de Jupiter en étudiant les chevaux de Troie.» Et c'est exactement ce que la prochaine mission de la NASA prévoit de faire.

Lucy dans le ciel

Pour aider les chercheurs à mieux comprendre les astéroïdes troyens de Jupiter - et par extension le mystérieux noyau de Jupiter et le premier système solaire - la NASA prévoit de lancer la mission Lucy en octobre 2021 . Nommé d'après un célèbre fossile d'hominine vieux de 3,2 millions d'années qui nous a aidés à explorer l'évolution humaine, Lucy est un vaisseau spatial robotique de classe Discovery qui vise à faire la lumière sur la façon dont notre système solaire a vu le jour.

Ce diagramme illustre le chemin que Lucy prendra au cours de son voyage de 12 ans, qui le rapprochera de quatre astéroïdes L4, de deux astéroïdes L5 et d'un astéroïde de la ceinture principale pour faire bonne mesure.

Astronomie: Roen Kelly après le Southwest Research Institute

Au cours de plus d'une décennie, Lucy s'aventurera sur l'orbite de Jupiter pour explorer six chevaux de Troie différents - ciblant des astéroïdes dans les camps grec et troyen - ainsi qu'un astéroïde de la ceinture principale pour faire bonne mesure.

Avec l'aide de Lucy, les astronomes exploreront bientôt les diamants sombres dans le ciel connus sous le nom d'astéroïdes de Troie. Et parce que ces anciennes reliques contiennent probablement des informations précieuses concernant le noyau de Jupiter et le système solaire infantile, les premiers résultats de la mission ne peuvent pas arriver assez tôt.

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/news/2019/03/jupiters-long-march-through-the-early-solar-system?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR09aP5s2-XlvHzise0Mkzo6hHRXfcOWQvGJSoMnQqAlb9_TTzqLlxGUu9Y