Les scientifiques ont développé une nouvelle théorie de la formation des planètes rocheuses, qui peut expliquer l'origine des soi-disant "super-Terres". C'est la classe exoplanètes, qui sont plusieurs fois plus massives que la Terre et sont le type de planètes le plus courant dans la galaxie. Cela explique également pourquoi les "super-Terres" au sein d'un même système planétaire semblent souvent étonnamment similaires en taille, comme si chaque système n'était capable de produire qu'un seul type de planète.
"Nos observations de exoplanètes ont augmenté au cours de la dernière décennie, et il est devenu clair que la théorie standard de la formation des planètes doit être révisée. Nous avons besoin d'une théorie capable d'expliquer simultanément la formation des planètes telluriques dans notre système solaire, ainsi que l'origine de systèmes similaires de super-Terres, dont beaucoup sont de composition rocheuse", expliquent les scientifiques.
Les systèmes planétaires commencent leur cycle de vie sous la forme de grands disques de gaz et de poussière qui se compactent sur quelques millions d'années environ. La majeure partie du gaz s'accumule dans l'étoile au centre du système, tandis que les matériaux solides fusionnent lentement en astéroïdes, comètes, planètes et lunes.
Il existe deux types de planètes dans le système solaire : les petites planètes rocheuses qui sont plus proches de le soleil, et les géantes gazeuses riches en eau et en hydrogène qui sont plus éloignées du Soleil. Auparavant, cette séparation permettait aux scientifiques de supposer que la formation des planètes du système solaire avait lieu dans deux anneaux différents disque protoplanétaire: l'intérieur, où de petites planètes rocheuses se sont formées, et l'extérieur - pour les planètes glacées plus massives.
Les super-Terres sont plus massives que la Terre. Certaines d'entre elles ont même une atmosphère d'hydrogène, ce qui en fait presque des géantes gazeuses. De plus, ils se trouvent souvent sur des orbites proches de leurs étoiles, ce qui suggère qu'ils ont migré vers leur emplacement actuel à partir de points plus éloignés. Les scientifiques ont construit un modèle qui "pourrait expliquer les masses et les orbites des super-Terres, mais a prédit qu'elles étaient riches en eau. Des observations récentes ont cependant montré que la plupart des super-Terres sont rocheuses, comme la Terre, même si elles sont entourées d'une atmosphère d'hydrogène. Le modèle ne correspondait donc pas à la réalité.
Les scientifiques ont étudié ces exoplanètes et ont fait une découverte inhabituelle - bien qu'il existe une grande variété de types de super-Terres, toutes au sein du même système planétaire ont tendance à être similaires en termes de distance orbitale, de taille, de masse et d'autres caractéristiques clés. "Essentiellement, vous avez une usine planétaire qui ne sait fabriquer que des planètes de même masse", expliquent les chercheurs.
Alors, quel processus unique aurait pu donner naissance aux planètes rocheuses de notre système solaire, ainsi qu'aux systèmes homogènes de super-Terres rocheuses ? La réponse réside peut-être dans la théorie de la formation des quatre plus gros satellites Jupiter (Io, Europe, Ganymède et Callisto). Les scientifiques pensent que lorsque les particules de poussière cosmique se situent dans une certaine plage de taille, la force qui les attire vers Jupiter et la force qui les transporte dans le flux de gaz extérieur s'annulent. Cet équilibre des forces a créé un anneau de matériau qui a formé les éléments de base solides pour la formation ultérieure de satellites. La théorie suggère en outre que les corps se développeront dans l'anneau jusqu'à ce qu'ils soient suffisamment grands pour s'échapper, puis cesseront de croître.
Les scientifiques supposent donc que le mécanisme de formation des planètes autour des étoiles est en grande partie le même. Dans le cas planétaire, une grande concentration de matériau rocheux dur se produit dans une bande étroite du disque, où les particules se condensent pour former un caillou dur et rocheux. La nouvelle théorie identifie la bande comme l'emplacement probable d'une "usine planétaire" qui pourrait éventuellement créer plusieurs planètes rocheuses de la même taille, et est soutenue par des simulations informatiques.
La nouvelle théorie peut expliquer différents types de systèmes planétaires d'un point de vue unique. Si l'anneau rocheux contient une grande masse, les planètes grandissent jusqu'à ce qu'elles s'éloignent de l'anneau, ce qui donne un système de super-Terres similaires. Si l'anneau contient peu de masse, alors un système est formé qui est beaucoup plus similaire aux planètes telluriques de notre système solaire.
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