Mondes orphelins

Dans le ciel, cette semaine…

  • Saturne rase l’horizon à l’ouest peu après le crépuscule mais la planète est de plus en plus difficile à discerner.
  • Jupiter apparaît vers 22 h, Mars apparaît vers 3 h.
  • La Lune entrera dans son premier quartier le 4 septembre.

Ken Tapping, le 31 août 2011

Imaginez un monde sans aube, un monde sur lequel le soleil ne s’est pas levé depuis des millions, voire des milliards d’années. Pire, imaginez un monde privé de soleil. Notre conception de la formation des étoiles et des systèmes planétaires laisse croire que de tels mondes existent. Sans étoile voisine pour les éclairer, ces planètes sont extrêmement difficiles à repérer. Pourtant, c’est le cas. Jusqu’à présent, on en dénombre une douzaine.

Étoiles et planètes naissent de l’effondrement des nuages glacés de poussières et de gaz dans le cosmos. À mesure que les amas engendrés par l’agglomération de la matière prennent de l’ampleur, leur cœur s’échauffe et se comprime. Si la densité et la température s’élèvent suffisamment, la fusion nucléaire s’enclenche et une étoile naît. Si l’amas ne grossit pas assez pour qu’il y ait fusion nucléaire, le corps, devenu très chaud durant sa formation, se refroidit graduellement. Les plus gros de ces amas sont appelés « naines brunes ». Ils irradient considérablement dans la partie infrarouge du spectre et comptent de nombreux spécimens qui font l’objet d’études approfondies.

Cette illustration montre une planète semblable à Jupiter qui flotte dans la noirceur de l’espace, solitaire sans l’étoile dont elle est issue. Source : NASA/JPL-Caltech

Cette illustration montre une planète semblable à Jupiter qui flotte dans la noirceur de l’espace, solitaire sans l’étoile dont elle est issue. Source : NASA/JPL-Caltech

Jupiter, la plus grande planète du système solaire, est trop petite pour constituer une étoile naine, ce qui ne l’empêche pas de rayonner la chaleur issue de sa formation. Aujourd’hui encore, soit 4,5 milliards d’années plus tard, Jupiter libère plus de chaleur qu’elle en reçoit du Soleil. Incidemment, cette intéressante planète est visible dans la partie est du firmament, en fin de soirée. Cherchez un objet semblable à une étoile rappelant les feux d’atterrissage d’un avion. Sortez vos jumelles ou votre télescope et jetez-y un coup d’œil. Vous verrez de chaque côté ses quatre satellites les plus importants, soit Io, Europe, Ganymède et Callisto, à l’instar de perles sur un fil.

Les planètes orphelines se forment principalement de deux manières, selon leur origine. En premier lieu, si le nuage de gaz et de poussières engendre une pluie d’étoiles et des amas plus modestes en s’effondrant, on devrait retrouver des planètes orphelines, de nombreuses années-lumière à l’écart des étoiles, donc des sources de chaleur et de lumière. Deuxièmement, les planètes orphelines peuvent voir le jour dans un nouveau système planétaire, gravitant autour de leur nouvelle étoile à l’instar de leurs sœurs. Durant la période instable de leur jeunesse, ces planètes en auront heurté d’autres, si bien que certaines auront été catapultées tout près de l’étoile ou très loin dans l’espace.

La Terre a hérité d’une grande quantité d’hydrogène et d’hélium du nuage qui lui a donné naissance. Ces gaz se sont toutefois dissipés à la chaleur du Soleil. Une planète orpheline les aurait conservés en raison du froid. Si la Terre avait été éjectée du système solaire peu après sa genèse, à quoi ressemblerait-elle, comparativement à une Terre orpheline dès le départ?

Si la Terre avait été éjectée, il ferait moins de –220 °C à sa surface, qui serait revêtue de gaz gelés (d’azote, surtout), avec une atmosphère de néon enrichie d’un peu d’hélium. Paradoxalement, la situation serait légèrement meilleure sur la Terre née orpheline. En effet, celle-ci aurait gardé un peu de l’hydrogène et de l’hélium de sa jeunesse, ce qui engendrerait un effet de serre sans doute suffisant pour que la chaleur du cœur planétaire réchauffe la surface et fasse fondre l’eau. Imaginez la vie sur un tel monde!

Ken Tapping est astronome à l’Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches, à Penticton (C.-B.), V2A 6J9.

Téléphone : 250-497-2300
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