Origines du système solaire, une histoire nébuleuse

Description du podcast :
durée : 00:59:41 - La Méthode scientifique - par : Nicolas Martin - Que connait-on de la jeunesse de notre Système solaire et comment en est-il arrivé à l’architecture qu’on lui connait aujourd’hui ? Quelle est la véritable origine de la nébuleuse planétaire ? Comment se sont formées les deux variétés de planètes ? - réalisé par : Elisabeth Miro

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Transcription du podcast :
il y a 13,7 milliards d'années mais c'est notre univers dans le Big Bang 300 millions d'années plus tard salut mais les premières étoiles puis les premières Galaxy se formèrent notre Voie Lactée il y a 12 milliards d'années notre Soleil n'apparut et qu'il y a 4,6 milliards d'années nous sommes en quelque sorte des petits jeunes dans notre voisinage de nouveaux arrivants on a longtemps pensé que nous étions le produit de couette lit qu'une supernova alentours qui aboutissent à la naissance du soleil mais une théorie récente remettre en cause cette hypothèse alors d'où venons-nous comment notre Je t'aime c'est une forme et quelle est l'histoire de sa naissance l'origine du système solaire une histoire nébuleuse c'est le problème qui va nous occuper dans l'heure qui vient bienvenue dans la méthode scientifique et pour raconter cette Genèse celles de nos origines nous avons le plaisir de recevoir aujourd'hui Jean-Pierre biberine bonjour bonjour vous êtes professeur de physique à l'Université Paris-Sud centre scientifique d'Orsay et astrophysicien à l' Institut d'astrophysique spatiale bonjour Marc Chaussidon bonjour vous êtes ingénieur géologue directeur de recherche CNRS actuellement détachées à la direction de l'Institut de physique du globe à Paris vous pouvez nous suivre comme chaque jour sur les ondes paiement sur notre fils twitter est la méthode FC alors ce qu'il faut peut-être dire pour commencer cette émission avant de rentrer dans les détails de la formation de ce système solaire c'est que et bien ce modèle de formation et un modèle qui n'a cessé d'être ébranlé par l'observation des autres systèmes et que l'on se rencontre tellement depuis assez peu de temps que notre système solaire est plutôt un système planétaire atypique son père du Brésil et atypique en ce sens ou plus on observe les autres systèmes et maintenant on a la capacité non seulement de voir le nom par d'autres on s'aperçoit que le nôtre est différent des autres mais non pas que les autres serait tous les mêmes c'est qui est le nôtre est différent des autres qui peut même présente un énorme degrés diversité s Qamar câble c'est que ça se passe depuis une vingtaine d'années c'est à peu près depuis le même temps qu'on s'aperçoit que dans notre propre système bien les planètes elle-même présente des deux crêtes diversité auxquelles personne ne pouvait changer avant que on a exploré tout ça donc on se retrouve actuellement avec cette double diversité diversité des planètes dans notre propre système diversité de notre système dans les système stellaire qui changent la galaxie diversité vraisemblement bien plus grande échelle encore la diversité vraiment le maître mot je pense de ce que l'exploration contemporaine en train de montrer marque Chaussidon sur cette écouter atypique de notre système et finalement est-ce que est-ce qu'on peut parler d'un système typique ou d'un système modèle vu ces observations exosystème depuis 2220 ans dans évidemment on aurait tendance à vouloir considérer notre système comme modèle mais ça n'a pas de sens en fait évidemment et donc on observe de plus en plus en plus des systèmes pleine terre des étoiles jaunes en train de se former et donc on voit les étapes dans ton avez des idées à partir de ce qu'on observe dans notre système solaire et de ce qu'on peut construire on les voit aujourd'hui on voit des étoiles en train de se former avec des disques en train de se construire autour d'elle et d'évoluer dans qu'on a en fait pas un modèle standard mais on a toute une série d'exemples auquel on peut comparer à notre système solaire est-ce que aujourd'hui on a trouvé des exemples proche de qui est la formation de notre système solaire c'est l'histoire que nous allons raconter au cours de ces cas-là on a des exemples proche et on arrive à faire la connexion entre notre système solaire et ses exemple parce qu'on a la chance d'avoir dans notre système solaire des fossiles du tout premier temps de sa formation qui sont les météorites qui sont des échantillons qui sont formés au tout début de cette formation avant les planètes en fait alors raconté l'histoire de cette formation remonter reprendre le fil de cette histoire le film que j'ai whisky c'est dans la présentation donc il y a 4,6 milliards d'années au commencement était n'ont pas le verbe mets un nuage d'hydrogène et d'hélium Jean-Pierre Berry c'est le ce qui nous compose touche la base de ski à faire à grande échelle on va bien à quels sont les constituants qui domine dans la galaxie dans l'univers du général donc hydrogène de très loin puis d'autres éléments qui ont été formés dans les étoiles au cours de leur évolution et comme vous l'avez dit c'est bien parce qu'on n'est pas une étoile de première génération qu'on est là pour en parler puisque tous les éléments qui ne constitue autre que l'hydrogène ont été faite par et dans des étoiles avant même que le soleil n'apparaissent que le mettre la paresse mets Sedan t'en vas parler je pense aujourd'hui c'est que quand on regarde ailleurs on voit bien sûr des processus qui ressemble au processus que l'on croit avoir été opérant pour notre propre système derrière notre question c'est ça qu'elle disait est-ce que l'on se trouve ailleurs des choses qui ressemblerait suffisamment pour qu'on puisse penser qu'un système équivalent note est en train de se former ailleurs je pense que mais bon peut-être que c'est très controversé comme on dit et j'essaie de la direction ok en tout cas personnellement j'ai voulu je pense que oui bien sûr les processus en tant que tel se retrouve partout ça dire que l'effondrement des nuages va donner naissance à une ou deux étoiles et des planètes autour ça quelque part c'est pas nouveau comme il est important c'est de vérifier le confirmer mais plus on rentre dans ce qui est à l'origine de la diversité dans je parlais tout à l'heure puis on s'aperçoit que ce ne sont pas dans les processus en tant que tels qu'ils sont important c'est la forme très particulière qui peuvent prendre qu'un nuage s'effondre pour donner naissance et qui a une chimie particulière qui prennent place dedans on en est maintenant qu'on est-ce que ça veut dire que la chimie qui a par exemple caractériser l'évolution de notre propre disque qui a conduit ensuite on composé organique et ensuite à la vie sur Terre est-ce que c'est c'est même processus ont conduit à au Même mélange moléculaire à la même chimie tu aurais pu conduire ailleurs à la même évolution des planètes en partie au vivant ça c'est une toute autre question je crois que plus on avance dans la compréhension des processus je m'aperçois que oui effectivement comme ça a été dit depuis je dirais des millénaires quasiment les mêmes processus opère partout dans l'espace les mêmes lois comme on dit depuis 17 ème siècle sont opéra dans l'espace mais les lois ne font que structurer une évolution c'est pas eux qui détermine évolution évolution contre moi ce qu'on pensait n'est pas uniquement fait des lois c'est la manière dont à l'intérieur de ses lois les processus peuvent évoluer c'est les formes que prennent les processus les plus important c'est là-dessus qu'il y a depuis quelques années on va dire 1020 ans énormément de progrès qui ont été faire pour la compréhension de ce qui a conduit dans notre propre système elle a dit cité des Mille planètes Herstal qu'on se voit un certain nombre de processus com la migration planète Terre les impacts géant tous ces choses-là qui sont en tant que tel des processus générique on peut le dire vont prendre des formes contingente qui ont eu était fondamentaux pour entraîner ce type de diversité clonas sur ce que je viens de dire Jean-pierre Bibring effectivement on a des points de comparaison on se rend compte que si les mécaniques sont les mêmes elles produisent des résultats effectivement très divers il y a une pendant longtemps marque Chaussy donc deux grandes hypothèses sur la formation en astrophysique de notre système une hypothèse catastrophiste et une hypothèse plus optimiste entre guillemets donc ces deux hypothèses vienne en fait de ce qu'une partie de ce que Jean-Pierre viens de dire c'est-à-dire l'origine des éléments chimiques et en fait l'observation que dans les échantillons les plus anciens Condé du système solaire on a trouvé des excès d'un certain nombre d'éléments radioactif qui sont des éléments à courte période et qui donc en fait se détruisent très très vite et le fait qu'on y trouve dans ces échantillons veut dire que ils ont été produits par des étoiles en fin de vie juste avant la formation du système solaire et ainsi on a fait la la liaison et de pour dire que l'instabilité qui pouvait avoir déclencher l'effondrement d'un nuage moléculaire mélange de gaz et de poussière en équilibre entre sa gravité la température qu'il fait de se détendre pouvez être l'onde de choc créé par l'explosion d'une supernova par exemple mais en fait toutes les travaux ont été faits récemment ont consisté essayer de dessiner les mesures de CD concentration de ces éléments radioactifs à courte période dans les météorites et d'essayer de voir raffiné les modèles pour les taux de production de ces éléments dans différents types d'étoiles et d'essayer d'accommoder ensemble ces différentes concentrations parce que ces éléments ne sont pas produit parler même étoile donc il faut arriver à trouver le juste mélange entre ces différentes sources et donc on peut arriver à certains modèles qui disent qu'ils qu'ils vont vers de l'existence d'une supernova qui qui produit l'essentiel de ces éléments mais on doit trouver un certain d'astuces pour accommoder les autres abondant et d'autres modèles qui font appel à d'autres types d'étoiles pour faire ça oui puisque on peut rappeler que la masse de l'étoile déterminer le type de réaction qui se passe en son sein et donc le type d'élément créez que supernova d'une 30 fois la masse solaire n'est pas la même qu'une supernova de 15 fois la masse de l'air d'être un mot l'un ni l'autre d'ailleurs marche aussi donc Jean-pierre Bibring je le disais un la Voie Lactée 12 milliards d'années le soleil 4,6 de nuage de gaz est-ce que on peut dire qu'il y a eu un nuage de gaz qui se déplacer dans la galaxie qui se contracte et très légèrement pendant tout ce temps-là est-ce qui s'est formé au fur à mesure la protohistoire du système solaire quelle est-elle dans le cas du ring parce que vous disiez avant sur l'idée que il y a eu pendant très longtemps de grand modèle catastrophiste une nébuleuse c'est vrai et c'est vrai aussi que ce n'est que récemment qu'on a pu tranchées en fait au lit peut-être catastrophique d'antan selcan français c'est Buffon qui a été un porteur depuis plusieurs siècles keep tandem effectivement que les planètes ont été formés de merde discrète les unes après les autres n'ont pas les yeux dans même temps que les autres essentiellement à l'époque il pensait que c'était d'éjection du soleil qui tourne envie de sur lui-même éjecter des morceaux qui se condense s a donné des planètes était basé sur le fait qu'on avait aucun moyen de mesurer l'âge de cette chaleur c'est vrai que c'est essentiellement l'arrivée des échantillons lunaire et tout ce que ça a forcé comme technologie avancée pour mesurer des âge précis qui ont permis avec l'école de marque fait partie de mesurer très précisément l'âge et montrer que tous les éléments du système solaire auquel on a accès les météorites la terre évidemment la lune tous les échantillons exactement le même âge a très peu près le très peu voulant dire que tu sais pas from exactement mais maman mais à partir de ce que l'autre thèse propose à savoir que c'est une conne appeler la nébuleuse un même nuage qui en s'effondrant donner naissance au soleil au centre planètes autour bien sûr c'était Fondremand a pris un certain temps quelques millions d'années qui par rapport à Cannes, 6 milliards n'est pas grand mais dans ton peux même apprécié le montant réel c'était ordinaire les technologies des années 70 60110 déjà le permettait donc ces deux grandes théories qui existait on était en converger vers une seule finalement qui est celle que on dit souvent quand est la place mais d'autres ont proposé au 18e puis 19e siècle donc ça c'était un progrès considérable mets un nouveau il faut faire attention au sens que ce n'est pas parce que il y a une homogénéité du processus quand on dit nébuleuse qui s'effondre pas donné naissance à une étoile et des planètes que tout nébuleux s'effondrant va donner naissance à la même étoile et au même planète c'est un processus est-ce que je disais tout à l'heure par rapport à ce que générique trivial de ce que l'on trouve partout est-ce qu'il est particulier effectivement on s'aperçoit quand on regarde la Voie Lactée un le soir loin des villes hélas mais on voit des zones sombres il faut bien se rendre compte que les hommes sont c'est pas des hommes il y a pas de matière c'est le contraire des zones il y a tellement de matières qu'on ne voit pas les étoiles qui sont derrière ce sont des nuages qui sont en train de s'effondrer et qui vont donner qui pour certains ont déjà sont en train de donner naissance à des systèmes comme le nôtre mais le comme et tu as fait sur quelque part ce sont des systèmes au sens où effectivement la notion de système est importante c'est le même effondrement qui donne naissance à une étoile et des planètes mais on pourrait aller même plus lentement là-dessus qu'est-ce qui fait cette différence il y a même cette notion de planètes les planètes leur nom l'indique a été arrêté repéré par leurs mouvements circuler soir à la même heure les étoiles sur la même position et les objets qui se déplace par rapport à ça ça que veut dire planète et donc si par leur mouvement qu'on a mis en évidence les autres je la etc longuement après avec Copernic Jordano Bruno Galilée cetera qu'on s'est aperçu que le mouvement avec capitales essaie de la qu'on a compris que rien ne tourne autour de la Terre mais qu'il faut que tu tournes autour du sens de l'orbite de la Terre sers du soleil mais le balancier parti peut-être trop loin dans l'autre sens parce que d'abord c'est pas vrai que les planètes tournent autour des étoiles planètes et étoiles tourne autour du même centre de gravité du système Apia pas de centre là-dedans bien sûr et cette notion de mouvement à oblitérer complètement ce qui fait juste l'origine de la diversité que l'on voit aujourd'hui parce qu'il a fallu expliqué avec le soleil était au centre depuis 7 7 gris qu'il faut bien se rendre compte que c'était réellement tellement hérétique certains sont morts dans le faire instruire ce procès là pendant des siècles a physical instru ce procès le balancier tomber de l'autre côté status finalement le soleil serait responsable de tout et la diversité planétaire ne serait que le résultat de la taille des objets de la distance à l'étoile ce n'est pas le cas acome sur la coiffeuse allusion marque y a quelques instants les sources d'énergie sont autre pour l'essentiel l'essentiel de ce qui fait que la planète Terre par exemple avec une planète active n'a rien à voir avec licence du soleil c'est les sources d'énergie interne qui peuvent être la gravité d'une part et la radioactivité sur tu es bien ses sources d'énergie elles vont être dispersé d'une manière différente selon les objets sur la taille des objets sur l'histoire des objets et plus on va dans la compréhension de ce que sont les moteurs de l'évolution puisque on s'aperçoit qui effectivement il y a des choses banales générique trouve partout l'effondrement d'un objet qui va donner naissance à un système meca l'intérieur de système la manière très particulière que les objets vont avoir d'évoluer va donner la diversité Claude observe reçu de comprendre précisément ce qui fait la diversité de ce système qui est le nôtre on en était justement à ce à ce nuage un d'hydrogène et d'hélium il faut toujours marque Chaussidon une étincelle pour provoquer un effondrement est-ce que je pensais que il y a un effondrement systémique un qui se passe à très très petit peu très bas bruit mais est-ce que le nuage peut s'effondrer tout seul où est-ce qu'il faut forcément quelque chose qui provoque accélère Stéphane on considère oui qu'il faut un déclencheur essayer essayer de trouver une manière de faire une concentration de masse un endroit qui fasse que la gravité l'emporte sur la la dilatation thermique de se de se garer que ça se fondre il y a différentes manières de faire effectivement l'explosion d'une étoile massive le palais peu avec son note de choc créer une cet effondrement le passage d'une étoile à côté à proximité du nuage ou d'autres choses donc il y a beaucoup de il faut imaginer ces nuages comme étant en équilibre très subtil et tournant un tout petit peu sur eux-mêmes et l'effondrement ensuite une fois qu'il est déclenchée va extrêmement vite et je peux en parle ici de quelques dizaines à quelques centaines de milliers d'années créer une masse suffisante pour que le l'hydrogène atteignent température suffisante est-ce que les premières réactions nucléaires s'enclencher que l'étoile messe de fusion il y a eu beaucoup de d'enseignement tiré de l'étude d'une d'une chondrite carbonée un d'une météorite découverte au Mexique en 1969 qui est la la la météorite d'Allende qui nous a appris beaucoup de choses précisément sur la propriété de contenir à l'intérieur des objets qui était assez gros millimétrique qui était facilement reconnaissable parce que c'était blanc ils ont sur le noir te de la météorite et on s'est rendu compte en fait on les étudiants quand on appelle ces objets des inclusions réfractaire CDR CD sont constitués