basculement d'Uranus

Salut

Uranus est une planète très particulière du Système solaire : son axe de rotation sur elle-même est presque dans le plan de son orbite autour du Soleil, au lieu d'en être quasi perpendiculaire, comme pour les autres planètes. Deux astronomes de l'Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides (IMCCE : INSU-CNRS, Observatoire de Paris) proposent un mécanisme de résonance avec un satellite, aujourd'hui disparu, qui aurait fait basculer l'axe de rotation d'Uranus, lors de la formation du Système solaire.

Contrairement aux autres planètes du Système solaire, Uranus est couchée sur son orbite : son axe de rotation est incliné de 97 degrés par rapport au pôle de son orbite. L'origine de cette forte obliquité est encore mal comprise. Cela constitue même l'une des questions les plus intrigantes concernant le Système solaire.

Le mécanisme généralement invoqué pour résoudre ce problème, est une collision géante avec une protoplanète de la taille de la Terre à la fin de la formation de la planète. Mais la présence des satellites réguliers (Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, Obéron) qui évoluent sur des orbites qui se trouvent pratiquement dans le plan équatorial d'Uranus suggère plutôt que le basculement d'Uranus a eu lieu progressivement, et non pas à la suite d'une collision violente.

C'est sur ce constat que Gwenaël Boué et Jacques Laskar, Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides (IMCCE : INSU-CNRS, Observatoire de Paris, Université Pierre et Marie Curie, Université de Lille 1), ont étudié la possibilité qu'Uranus puisse basculer sans collision. Ils ont trouvé qu'un tel basculement a pu se produire pendant une phase précoce de l'histoire du Système solaire, au moment où les planètes ont migré jusqu'à décrire les orbites que l'on observe aujourd'hui. Le nouveau mécanisme suppose qu'Uranus a possédé un satellite massif dans le passé et que l'orbite Uranus a connu une période de forte inclinaison.

Dans le Système solaire, les axes des planètes ainsi que les pôles des orbites ont un mouvement de précession similaire à celui d'une toupie, ils décrivent un cône. Lorsqu'une planète est en résonance spin-orbite, c'est-à-dire quand son axe et son orbite évoluent à la même vitesse, elle peut basculer. Aujourd'hui, l'axe d'Uranus précesse très lentement, mais les chercheurs ont montré que la présence d'un satellite d'un centième de la masse d'Uranus situé à 50 rayons de la planète peut augmenter cette vitesse de précession d'un facteur 1000 ce qui permet alors la résonance.

Bien sûr, aujourd'hui Uranus ne possède pas de tel satellite mais les chercheurs supposent que le satellite qui a permis le basculement d'Uranus a été ensuite éjecté lors d'une rencontre proche avec une planète géante vers la fin de la phase de migration.

Pour vérifier ce scénario, Gwenaël Boué et Jacques Laskar ont effectué 10 000 simulations numériques de la migration des planètes géantes, en suivant le modèle mis au point par les chercheurs de l'Observatoire de la Côte d'Azur (INSU-CNRS). Dans ces migrations, l'ordre des planètes est parfois modifié, et ils n'ont gardé que celles où l'ordre final des planètes correspond au système actuel. Ils ont ensuite sélectionné les scénarios dans lesquels l'inclinaison d'Uranus est suffisamment grande pour permettre le basculement. En fixant ce seuil à 17 degrés, et après avoir écarté les simulations conduisant à des systèmes trop instables, il ne restait plus que 17 simulations du Système planétaire en lice. Pour chacun de ces scénarios de migration planétaire, ils ont ensuite simulé la présence du nouveau satellite. Dans 2 % des cas, ce nouveau satellite permet alors le basculement d'Uranus et est ensuite éjecté par une rencontre proche avec une des autres planètes géantes.

Ce scénario permet d'expliquer non seulement pourquoi Uranus est couché sur son orbite, mais il résout aussi le problème du satellite manquant évoqué par des théories récentes de formation de satellites.

http://www.insu.cnrs.fr/co/ama09/un-scenario-sans-collision-pour-le-basculement-d-uranus

Scénario original et intéressant !
Mais un centième de la masse d'Uranus, ça fait tout de même un corps environ 5 à 6 fois plus massif que Ganymède, qui est le plus gros satellite du système solaire...

Salut

Uranus aurait basculé progressivement sur son orbite via une interaction avec un gros satellite aujourd'hui disparu. Contrairement aux autres planètes du Système solaire, Uranus est "couchée" : son équateur est incliné de 97° par rapport au plan de son orbite.

L'explication souvent invoquée pour cette originalité est une violente collision entre planètes. Mais un fait ne colle pas avec ce scénario : les principaux satellites d'Uranus évoluent dans le plan équatorial de la géante. Or, si un impact avait désorienté celle-ci, ses satellites n'auraient pas dû la "suivre".

Le basculement s'est donc fait en douceur, selon Gwenaël Boué et Jacques Laskar, de l'IMCCE. Dans le tout jeune Système solaire, Uranus devait être accompagnée d'un gros satellite. L'influence gravitationnelle de ce corps, aujourd'hui disparu, a peu à peu couché la planète sur son orbite.

Les chercheurs ont montré que ce phénomène a pu se produire si Uranus était accompagné d'un satellite d'un centième de sa masse, et situé à 50 rayons d'elle. Celui-ci aurait a été éjecté ensuite par l'influence gravitationnelle de Saturne ou de Jupiter, les deux mastodontes du Système solaire.

http://www.cieletespace.fr/evenement/4929_le-basculement-duranus-enfin-explique