Mercure : Le résultat d'une collision

Article de Robert Roy Britt, Space.com. Janvier 2006.

De nouvelles modélisations informatiques montrent que la planète Mercure pourrait s'être formée lors d'une collision de type "heurte et continue" qui lui aurait retiré ses couches extérieures.

Les astronomes ont longtemps supposé que les collisions jouaient une rôle important dans la formation des planètes. Le Système solaire auarait été chargé à son début de poussières qui seraient devenues roches puis planètes. Les modèles sur ordinateur sont constitués d'objets qui se heurtent les uns les autres pour former des objets encore plus gros, ou, lors de chocs importants, les deux objets peuvent devenir liés gravitationnellement.

Dans le nouveau scénario, le coup altèrerait de façon importante le petit objet, allant jusqu'à le désintégrer en morceaux qui pourraient être de ses rochers qui tombent sur la Terre encore de nos jours.

"Vous finissez avec des planètes qui quittent la scène du crime sous une apparence très différente de celle qu'elles avaient quand elles y sont arrivées. Elles perdent leurs atmosphères, leur croûte et même leur manteau, ou elles terminent sous la forme d'une famille d'objets plus petits" dit Erik Asphaug, un chercheur qui a conduit l'étude à l'Univerté de Californie à Santa Cruz (UCSC).

D'autres scientifiques ont modélisé des scénarii de collision où les restes forment deux objets liés. La Lune, par exemple, est supposée s'être formée quand un objet de la taille de Mars a heurté nôtre Terre à son origine. Charon, le gros satellite de Pluton, pourrait s'être formé lors d'un impact similaire.

Une explication du Système solaire

Peu de temps après la formation du Système solaire il y a 4,6 milliards d'années, un disque de gaz et de poussière était en orbite autour de la jeune étoile. Des grains de poussière se sont agglomérés pour former des roches. Certaines se sont percutées et assemblées, et des comètes, astéroïdes et planètes se sont développées.

E. Asphaug et ses collègues, dont le professeur de l'UCSC Quentin Williams, imaginent qu'il pouvait il y avoir cent ou plus d'objets aussi gros que la Lune ou Mars et qui ont joué au billard cosmique lors des débuts du Système solaire.

Quand deux objets interragissent, même en se frôlant, les effets doivent être gigantesques.

"Lorsque deux objets massifs passent près l'un de l'autre, des forces gravitationnelles créent des changements physiques très importants : décompression, fusion, expulsion de matière, conduisant même jusqu'à l'annihilation de l'objet le plus petit" selon Quentin Williams. "Vous pouvez faire beaucoup de physique et de chimie sur des objets du Système solaire sans même les toucher"

La propre gravité d'une planète petite, qui la maintient agglomérée, se dépressurisserait en présence soudaine d'un objet plus gros.

"Ce qu'il se passe quand une planète subit une décompression de 50% est quelque chose que nous ne comprenons pas bien à cette étape, mais cela peut modifier la chimie et la physique de tout l'objet, produisant une complexité de matériaux qui peut très bien compter dans l'hétérogénéïté des météorites que nous constatons" dit Williams.

E. Asphaug a encore plus décrit le drame suspecté :

"Imaginez deux planètes se percutant, une deux fois plus grosse que l'autre, sous un angle de 45°. Environ une moitié de la plus petite planète ne rencontre pas vraimment la plus grosse, alors que l'autre moitié est arrétée net" dit Asphaug. "Il y a alors une telle torsion, et vous avez des forces de marée incroyablement puissantes sous de si faibles distances. La combinaison travaille à tirer sur la petite planète, même si elle s'éloigne. Ainsi dans les cas les plus sévères l'impacteur perd perd une large partie de son manteau, sans parler de son atmosphère et de sa croûte".

Ce qui est resté de Mercure

La Mercure rocheuse aurait pu être un impacteur de type "heurte et continue" qui aurait perdu ses couches extérieures, gardant un noyau relativement gros avec un manteau et une croûte fins, selon Asphaug.

Plus de travail est nécessaire pour déterminer si l'idée est valide soulignent les chercheurs.

La théorie "heurte et continue" pourrait aussi expliquer la composition très variable des astéroïdes, y compris celles des morceaux qui tombent sur Terre sous la forme de météorites. Les astéroïdes rocheux ressemblent aux croûtes rocheuses des planètes, alors que les autres sont riches en fer. La gamme de la composition des rochers de l'espace ne peu s'expliquer facilement s'ils se sont tous formés dans le même disque de débris.

"Certains astéroïdes sont comme des petites planètes, pas très modifiés, et à l'autre côté du spectre se trouvent ceux riches en fer et en forme d'os pour chien" dit Williams.

Le scénario "heurte et continue" s'adapte très bien avec cette diversité de compositions.

"Il s'agit d'un mécanisme qui peut retirer différentes quantités du matériau rocheux qui compose la croûte et le manteau d'un objet" d'après Williams. "Ce qui reste derrière peut aller de juste un noyau riche en fer en passant pas une large suite de mélanges avec différentes quantités de silicates".

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