PLANÉTAIRES SYSTÈMES

Accrétion par décélération rotatoire du Soleil

Aucun astrophysicien ne peut prétendre disposer d'un modèle évolutif couvrant 4,5 milliards d'années (l'âge estimé du système solaire), capable de rendre compte de toutes les propriétés mécaniques et physico-chimiques des planètes, de leurs satellites, des astéroïdes et des comètes, telles qu'elles sont connues aujourd'hui. Faute d'une approche globale, les astronomes sont contraints d'identifier un nombre minimal de faits observationnels majeurs auxquels ils tentent d'apporter en priorité une explication. La cosmogonie moderne repose sur l'emploi de techniques d'analyses théoriques ou de simulations numériques très sophistiquées sur ordinateur. Pour l'étude tant de la formation des grandes structures de l'Univers à l'aide de codes numériques utilisant des instabilités gravitationnelles que, plus localement, de la formation d'un système planétaire, la conjugaison des observations au télescope et des simulations a ouvert des horizons très prometteurs.

Pour certitude de départ, trois facteurs essentiels caractérisent le système solaire : d'abord, les orbites des planètes se situent au voisinage d'un plan qui coïncide avec l'équateur solaire à 7⁰ près ; ensuite, toutes les planètes effectuent leur révolution dans le même sens ; enfin, ces orbites sont presque circulaires. Ces critères sont suffisamment pertinents pour que les cosmogonistes préfèrent aux hypothèses « catastrophiques », qui font naître les planètes de quelque accident (collision du Soleil avec un astre ou simples rapprochements avec effets de marée), les hypothèses « nébulaires », supposant l'existence d'une nébuleuse primitive. Même si des difficultés subsistent, la théorie de Laplace, moyennant quelques retouches, apparaît certainement comme la mieux adaptée pour interpréter les données de l'observation ; elle est aussi la plus acceptable dans la mesure où elle intègre le phénomène planétaire dans l'évolution stellaire, évitant ainsi de faire du système solaire un événement unique dans l'Univers.

Le respect des lois fondamentales de la physique constituant la règle de base de toute hypothèse cosmogonique, il faut expliquer certains effets particuliers, comme la lente rotation du Soleil sur lui-même, dont la période d'environ 27 jours est tout à fait incompatible avec la conservation du moment angulaire du système primitif (en mécanique mathématique, le moment angulaire d'une particule tournant autour d'un point fixe est défini comme le produit de trois quantités : la masse, la vitesse et la distance de la particule au point de rotation). Le recours à des processus physiques jusque-là ignorés par la théorie a permis aux cosmogonistes modernes de sortir de l'impasse. Il faut admettre pour cela que la nébuleuse de Laplace, traversée par les lignes de force du champ magnétique galactique, voit son évolution gouvernée par le jeu conjoint des forces gravitationnelles, centrifuges et magnétiques. En se contractant, la nébuleuse déforme la configuration du champ magnétique interstellaire local. Les lignes de force, entraînées dans cette contraction, engendrent une pression magnétique et couplent la nébuleuse au gaz interstellaire avoisinant, permettant l'évacuation graduelle de son énergie rotatoire et magnétique. La décélération rotatoire du Soleil va se poursuivre assez longtemps. À la première phase de ralentissement, résultant du couplage avec le champ magnétique extérieur, en succède une autre où le « vent solaire » prend la relève. Constitué de gaz ionisé que le Soleil éjecte de façon continue dans l'espace, ce vent transporte avec lui un champ magnétique qui exerce sur l'astre un couple ayant aussi pour effet d'en freiner la rotation. On estime que, au cours du milliard d'années qui a suivi sa naissance,[...]