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Naissance et évolution du système solaire

Le Dr.Laurent Jorda, Astronome adjoint au Laboratoire d’astrophysique de Marseille (CNRS-Université de Provence) dans le cadre du cycle de conférences sur l’Astronomie nous a parlé de « La formation du système solaire ».

Cette conférence a eu lieu le

Le conférencier a commencé en exposant le plan de son intervention, qui a suivi de près les principales étapes de formation du système solaire. Il s’est déroulé en trois phases :

1) L’effondrement d’un nuage moléculaire

2) L’accrétion des planétésimaux

3) La formation des planètes

Le sujet a été précédé par une introduction étendue sur l’état de nos connaissances sur le système solaire. Après un rappel du rôle décisif du célèbre astronome et mathématicien Pierre Simon Laplace (1749-1827) dans la connaissance de notre système solaire, dont son traité en cinq volumes intitulé Mécanique Céleste (1799-1825) est toujours une référence, il a souligné l’importance d’un certain nombre de données observables :

- Les planètes orbitent dans un même plan (le plan écliptique) qui est presque perpendiculaire à l’axe de rotation du soleil.

- Les orbites planétaires quasi-circulaires et dont le sens de rotation est le même.

- La composition des planètes varie avec leur distance au soleil.

- La masse du système solaire est constituée en grande majorité par la masse solaire (99% de la masse totale)

- La ceinture d’astéroïdes située entre Mars et Jupiter comprend environ un million d’objets.

- Egalement une ceinture de corps glacés (ceinture de Kuiper) environ 100 000 comètes et comparable à la masse de la terre.

- Enfin l’existence d’une autre catégorie de corps : les comètes. Ils viennent soit du nuage de Oort, soit de la ceinture de Kuiper. Leur taille varie entre un petit mont et une grosse montagne. Ce sont des corps glacés. Ils sont fragiles et très peu denses. Ils se sont formés à très basse température.

Laurent Jorda a souligné que le système solaire n’est pas un cas isolé, 403 planètes ayant été découvertes à ce jour autour d’autres étoiles que le soleil.

L’effondrement d’un nuage moléculaire

Le conférencier a commencé par souligner l’importance des nuages moléculaires froids et leur rôle dans le déclanchement du processus de formation de planètes. Il a décrit par la suite le phénomène d’effondrement du gaz et des poussières sur un centre commun en formant un disque protoplanétaire en rotation (phénomène rapide, d’une durée d’environ 300 000 ans). Le dense nuage autour constitue le plus souvent un écran qui nous cache les étoiles. Il a souligné le rôle du télescope spatial Hubble et des radiotélescopes au sol pour observer ce phénomène. Plusieurs simulations et images ont illustré ces propos.

L’accrétion des planétésimaux

Le disque d’accrétion composé de poussières et de gaz constitue le scénario de la deuxième phase. Ces disques entourent l’étoile qui s’est récemment formée et sont âgés de 1 à 10 millions d’années. Les éléments qui les composent s’agrégent progressivement selon des corps de tailles croissantes : grains (10 microns) ; agrégats (10 cm) ; planétésimaux (1 km). L’orateur a souligné l’importance des interactions entre le gaz et les poussières et le rôle des vents stellaires émis par l’étoile centrale. Il a relevé par ailleurs un des points mal élucidés dans ce cadre théorique et qui est lié à la taille de ces corps qui accroissent progressivement leur masse : « la barrière du mètre ». Des images et des films ont rendu plus accessibles les phénomènes qui caractérisent cette phase de formation des planètes.

La formation des planètes

Cette phase, considérée comme la mieux connue, durerait 400 000 ans environ. La théorie propose l’évolution des planétésimaux en protoplanètes et finalement en planètes. Des phénomènes de migration, d’accrétion et des collisions (bombardement météoritique) complètent le panorama. Dans ce cadre, la seule force physique qui compte est l’attraction gravitationnelle et les forces de collision. Une fois encore, des illustrations visuelles et des films on permis de mieux saisir l’ensemble du phénomène.

L’assistance a particulièrement apprécié la pédagogie de l’orateur, et cela s’est traduit par de nombreuses questions en fin de séance.