Formation de Jupiter, nouvelle hypothèse

[Huitzilopochtli 6 584]

Des simulations réalisées en intégrant les données fournies par la sonde JUNO sur le champ gravitationnel de Jupiter indiqueraient que cette planète serait entrée en collision avec une planète géante ( d'au moins dix fois la masse de la Terre) peu après le début de sa formation.
Les masse, densité et dilution actuelles de son noyau  en seraient le témoignage... 

 

Ce genre de cataclysme peut être suspecté aussi pour Saturne, Uranus et Neptune (dans d'autres conditions et avec d'autres effets, la Terre) faisant ainsi de ces collisions des phénomènes extrêmement banals lors des genèses planétaires (on s'en doutait un peu). 

Article de Laurent Sacco sur Futura :
https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/formation-systeme-solaire-jupiter-aurait-avale-planete-geante-il-y-plus-45-milliards-annees-35400/

 

Présentation de l'article dans Nature :
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1470-2

 

Sur le Blog du Doc':
http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2019/08/jupiter-aurait-connu-un-impact-geant-il.html
 

Modifié 17 août 2019 par Huitzilopochtli
orthographe

[Huitzilopochtli 6 584]

Bonjour,

Articles sur le Blog du Doc' Eric Simon sur la structure interne et le processus formatif de Jupiter.

Commençons par un papier du mois de juin : "Jupiter a une enveloppe inhomogène qui révèle le scénario de sa formation".

https://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2022/06/jupiter-une-enveloppe-inhomogene-qui.html

Lien source : https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2022/06/aa43207-22/aa43207-22.html

Et un second article plus récent, "Un grand coeur dilué pour Jupiter ", (dont certaines "finesses" m'échappent quelques peu). Pour l'intro, ça va, je capte bien ...

"La sonde Juno a mesuré le champ de gravité de Jupiter pour déterminer la forme et la dimension du noyau de la planète géante. La modélisation effectuée à partir des mesures conduit à un noyau de type dilué contenant des éléments lourds, jusqu'à environ 63% du rayon de la planète, confirmant des résultats qui allaient dans le même sens concernant Saturne. L'étude est publiée dans The Planetary Science Journal."

https://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2022/08/un-grand-coeur-dilue-pour-jupiter-aussi.html

Lien source : https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ac7ec8

 

Ah oui ! Une image pour les enfants ! 

 

 

 

 

[Huitzilopochtli 6 584]

Cet article dans "ça se passe la haut" ne concerne pas directement Jupiter mais une potentielle exoplanète de masse équivalente, en formation autour de l'étoile T Tauri AS 209. A partir de données obtenues par le radiotélescope ALMA une équipe conduite par Jaehan Bae (Florida University) a pu étudier un disque circumplanétaire témoignant d'un processus d'accrétion en cours.

Si vous avez lu les post précédents vous comprendrez par la suite la relation qui pourra s'établir avec la formation de Jupiter.
Mais d'abord quelques points spécifiques et une première curiosité, cette exoplanète présumée se situerait à 200 UA de son étoile ! Ensuite, se serait la génèse de planète au stade le plus précoce qui n'ait jamais été observé.  Avec ALMA donc, les scientifiques ont pu étudier un disque circumplanétaire lui même inclus dans le disque circumstellaire.

Parmi les modèle testant la croissance des noyaux de planètes géantes deux voies sont privilégiées mettant en oeuvre l'accrétion de matières solides (glaces, silicates, métaux) mais, il faut le préciser, avec des constituants à différentes échelles de tailles, galets ou planétésimaux. Ce dernier point est capital dans la mesure il contraint le temps de formation de la planète ainsi que la répartition de divers éléments dans sa structure.  

https://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2022/08/observation-dun-disque-circumplanetaire.html

Et lien source :

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac7fa3

 

[Huitzilopochtli 6 584]

Bonjour,

L'exoplanète HD 114082 b, de la taille de Jupiter mais 10 fois plus massive, privilégierait le modèle de "démarrage à froid" pour expliquer la genèse de ce type d'astre :  

https://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2022/11/decouverte-dune-exoplanete.html

 

[Géo le curieux 202]

Avec une telle densité moyenne (proche de celle du plomb sur Terre en surface), cette planète géante ne doit pas beaucoup ressembler à notre Jupiter.

 

A-t-on une idée de ce que pourrait-être sa composition ? Je présume que cela ne doit pas être facile à déterminer car la densité des matériaux dépend de la pression, et dans ce cas elle est énorme.

[Mercure 856]

Planete géante gazeuse avec une densité presque de deux fois plus élevée que celle de la Terre c'est effectivement trés intéressant et troublant.

Un élément important est la faible distance à son étoile, ce qui la met bien dans la zone tellurique, l'inverse aurait été encore plus questionnant.

Cependant même s'il y a un super noyau en taille encore faut-il des éléments particulièrement lourds pour une moyenne de 8.

Le fe c'est 8, le pb c'est 11, l'ag 10, Au et U 19. Et leur présence est inversement proportionnelle à leur densité. H c'est 0.01...

La composition du disque, si elle pouvait être établie, serait sans doute intéressante à connaitre pour mieux comprendre. Là c'est pas évident.

[dg2 2 033]

Il y a 11 heures, Mercure a dit :

Planete géante gazeuse avec une densité presque de deux fois plus élevée que celle de la Terre c'est effectivement trés intéressant et troublant.

Pas tant que ça. La relation masse-rayon des objet de taille planétaire jusqu'aux naines brunes fait que la masse est une fonction quasi constante, voire légèrement décroissante, du rayon : Jupiter ou un objet 50 fois plus massif auront grosso modo la même taille et donc des rapports de densité comparables à leur rapport de masse. Un exemple trouvé au hasard : EPIC 212036875b, avec 51 masses joviennes et 0,83 fois le rayon de Jupiter.

[Mercure 856]

Merci DG2.

Pratiquement qu'est-ce qui explique: "Jupiter ou un objet 50 fois plus massif auront grosso modo la même taille"?

J'ai regardé la métallicité de EPIC 212036875b, qui est de -0.2 ce qui ne m'éclaire pas beaucoup plus.

[dg2 2 033]

La relation masse-rayon d'un astre résulte de la compétition entre champ de gravité et forces de pression. Celles-ci ne sont pas si efficaces que cela pour les astres "froids", ne produisant pas de grosses quantités de chaleur (tout ce qui n'est pas des étoiles, donc). Tant que la masse est faible, la gravité compresse peu la matière, donc le rayon croît avec la masse. Mais plus après. La gravité l'emporte progressivement à partir de la masse de Jupiter : plus c'est massif, plus c'est petit. C'est la raison pour laquelle un objet de masse stellaire dans lequel ne se produisent plus de réactions est très petit : une naine blanche a la masse du Soleil et la taille de la Terre. Un calcul assez classique indique que sous quelques approximation on a la relation M R³ = constante pour une naine blanche.

 

Pour les naines brunes et grosses planètes, la relation est moins extrême, mais le rayon décroît aussi  quand la masse augmente.

 

Ci-dessous un truc piqué un peu au hasard, réalisé à partir de vraies données.

[Géo le curieux 202]

Il y a 22 heures, Mercure a dit :

Cependant même s'il y a un super noyau en taille encore faut-il des éléments particulièrement lourds pour une moyenne de 8.

 

Sous forte pression les éléments chimiques n’ont pas la même densité que celle mesurée sur Terre (à pression quasi nulle). J’ai lu que la densité de l’hydrogène, l’élément le plus léger, peut être au centre du Soleil supérieure à 20, soit voisine du plus lourd élément dont on a mesuré la densité sur Terre. La densité de ces planètes géantes ne reflète donc pas directement leur composition.

[Mercure 856]

Effectivement l'explication est probablement la pression. Ou au moins en bonne partie.

L'hydrogène métallique a une densité qui n'a pas l'air extrêmement bien définie mais au moins de 8, on se rapproche...

[dg2 2 033]

il y a une heure, Mercure a dit :

Effectivement l'explication est probablement la pression. Ou au moins en bonne partie.

L'hydrogène métallique a une densité qui n'a pas l'air extrêmement bien définie mais au moins de 8, on se rapproche...

 

Pas en partie, en totalité !

 

Parler de LA densité de l'hydrogène métallique n'est pas opportun. La densité d'une substance dépend toujours de la pression et de la température. Ce n'est que quand on connaît l'une et l'autre qu'on détermine la troisième, quand les deux premières sont dans la plage où l'hydrogène existe effectivement sous forme métallique (haute pression, basse température). Mais cette relation n'est en général pas facile à prédire théoriquement, raison pour laquelle l'étude de la relation masse-rayon des exoplanètes et autres naines brunes permet éventuellement d'en obtenir certains détails.

 

[Huitzilopochtli 6 584]

Un très bon article sur FUTURA pour livrer quelques précisions supplémentaires :

 

 https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-cette-super-jupiter-tres-jeune-massive-defie-astronomes-102091/