De Jupiter à Neptune quatre mondes différents
Une grande variété de planètes géantes pourrait exister dans les systèmes planétaires extrasolaires:
Bien que réunies sous l’appellation commune de « planètes géantes », les géantes gazeuses et les géantes glacées sont bien différentes les unes des autres. Située à une distance hélio- centrique de 5,2 U.A., Jupiter, la plus massive et la plus volumineuse, est aussi la plus proche du Soleil. Son diamètre est environ le dixième de celui du Soleil, et sa masse le millième. Située la première au-delà de la ligne des glaces, elle était la mieux placée pour happer le maximum de planétésimaux et grossir rapidement.En combien de temps s’est-elle formée? Sans doute en quelques millions d’années, peut-être moins : il faut que sa croissance soit intervenue avant la dissipation du gaz protosolaire lors de la phase T-Tauri du jeune Soleil. Or, d’après les observations des étoiles jeunes qui nous entourent, cette phase ne semble pas dépasser la dizaine de millions d’années. Il est donc nécessaire d’accélérer le processus d’accrétion. Il n’est pas exclu que la planète ait migré vers l’intérieur, ce qui a pour effet d’augmenter la quantité de matière susceptible d’être captée par son champ de gravité. Nous avons vu que ce processus est maintenant évoqué pour expliquer la présence d’exoplanètes géantes à proximité immédiate de leur étoile.
Formée à plus grande distance du Soleil, Saturne, la deuxième géante gazeuse, a bénéficié de moins de matériau disponible dans son sillage, ce qui explique qu’elle soit moins massive. Quant aux géantes glacées, Uranus et Neptune, situées respectivement à environ 20 et 30 U.A. du Soleil, elles ont nécessairement eu une croissance plus lente, la matière du disque protosolaire étant moins abondance loin du Soleil. Vraisemblablement, leur noyau initial de glace a atteint la masse critique après que le gaz protoplanétaire ait été balayé lors de la phase T-Tauri du Soleil; il n’est donc resté que très peu de gaz disponible dans la phase de l’effondrement.
Avec leur système d’anneaux et leur nombre élevé de satellites en orbite dans leur plan équatorial, les planètes géantes évoquent de petits systèmes solaires en miniature. L’effondrement du gaz protosolaire sur leur noyau initial a dû se traduire par la formation d’un disque protoplanétaire au sein duquel se sont ensuite formés anneaux et satellites. Cependant on ne peut qu’être frappé par la diversité des systèmes engendrés par ce processus : dans le cas de Jupiter, quatre gros satellites et un anneau très ténu, quasi invisible; dans le cas de Saturne, un système d’anneaux très volumineux, divers petits satellites et au loin, un gros satellite doté d’une atmosphère, Titan ; autour d’Uranus et de Neptune, à nouveau de très minces anneaux ténus et, dans le cas de Neptune, un gros satellite,Triton, doté d’une atmosphère ténue, et sans doute le résultat d’une capture…
Vidéo : De Jupiter à Neptune quatre mondes différents
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