Un Little Bang est bien à l'origine du système solaire

Comment la NébuleuseUn nuage interstellaire de gaz et de poussières. Les nébuleuses brillantes rayonnent la lumière du gaz qui les composent (nébuleuse à émission) ou reflétent la lumière des étoiles (nébuleuse à réflection), voir les deux. Les nébuleuses sombres sont des nuages de gaz et de poussières qui ne sont pas...');" onmouseout="killlink()">nébuleuse protosolaire a-t-elle formé notre système planétaire ? Par effondrement, certes, mais pourquoi celui-ci s'est-il produit ? Depuis longtemps, les astrophysiciens pensent qu'un coup de pouce, ou plutôt une onde de choc, l'a déclenché. L'hypothèse d'une SupernovaL\'explosion cataclysmique d\'une étoile qui peut pendant un temps briller plus vivement qu\'une galaxie entière de milliards d\'étoiles. Ceci arrive quand une étoile supergéante épuise tout son combustible nucléaire, provoquant ainsi l\'effondrement du coeur et le relachement d\'une grande quantité...');" onmouseout="killlink()">supernova était soutenue par la cosmochimie des MétéoriteCorps rocheux d\'origine extraterrestre qui a survécu à la traversée de l\'atmosphère et qu\'on retrouve donc sur le sol (voir étoile filante). On pense qu\'une immense météorite (plusieurs kilomètres de diamètre) a été responsable de la disparition des dinosaures, il y a 65 millions d\'années. On...');" onmouseout="killlink()">météorites, mais pas du tout par des simulations numériques... jusqu'à aujourd'hui ! Nous devons bien notre existence au Big-BangTerme inventé dans les années 1950 (au cours d\'un programme de la BBC) par l\'astrophysicien anglais Fred Hoyle pour désigner avec ironie le concept "d\'explosion originelle" introduit dans le modèle cosmologique initialement développé dans les années 1920 par l\'astrophysicien belge Georges...');" onmouseout="killlink()">Big Bang puis à un Little Bang il y a plus de 4,5 milliards d'années.

La théorie de la condensation d'un nuage de gaz et de poussières pouvant conduire à la formation d'un Système solaireEnsemble des astres soumis au champ de gravitation du Soleil.
Le système solaire comprend des planètes (Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune par ordre d\'éloignement au Soleil) en orbite autour du Soleil et leurs satellites et anneaux, des planètes naines (Pluton,...');" onmouseout="killlink()">système solaire est ancienne. On peut au moins la faire remonter aux travaux de James Jeans qui, suivant les travaux visionnaires de Descartes et surtout Kant et Laplace, en était venu à formuler le célèbre critère de Jeans. Il donne les limites de masse, de densité et de température qu'une nébuleuse doit atteindre pour s'effondrer sous sa propre attraction gravitationnelle et former une ÉtoileObjet céleste de forme approximativement sphérique constitué de masses gazeuses très denses à haute température émettant un rayonnement de lumière et de particules.
Les étoiles sont des sphères gazeuses auto-gravitantes : les forces de gravitation, qui tendent à faire s\'effondrer sur elles-mêmes...');" onmouseout="killlink()">étoile.

Mais ce critère semblait ne pas fonctionner pour notre propre système solaire. En effet, la nébuleuse à l'origine du SoleilEtoile centrale du système solaire.
Le Soleil est l\'étoile la plus proche de la Terre, dont elle est distante d\'environ 150 millions de kilomètres. Le Soleil est situé à 8,5 kparsecs du centre de la Voie lactée. Dans la classification des étoiles, le soleil est une étoile de type G2.
La masse...');" onmouseout="killlink()">Soleil et de son cortège de PlanèteL\'Union Astronomique Internationale (UAI) s\'est longuement penchée sur la définition des planètes lors de sa 26ème assemblée générale qui s\'est tenue à Prague du 14 mai au 25 août 2006. Il devenait en effet urgent que la nomenclature des objets reflète l\'ensemble des corps que les performances des...');" onmouseout="killlink()">planètes était trop peu massive et surtout trop peu dense, si on la compare aux observations dans la GalaxieEnsemble d\'étoiles, de poussières et de gaz interstellaires dont la cohésion est assurée par la gravitation.
La galaxie à laquelle appartient le système solaire est la Voie Lactée. La galaxie la plus proche de la Voie Lactée, Andromède, est située à 2,3 millions d\'années-lumière. Notre galaxie...');" onmouseout="killlink()">Galaxie, pour s'effondrer d'elle-même. L'hypothèse d'une onde de choc augmentant sa densité était donc évoquée et l'explosion d'une supernova au voisinage de la nébuleuse semblait une excellente explication.

Les différentes étapes de la formation du système solaire. Un nébuleuse sphérique en rotation s'effondre pour donner un disque, au sein duquel des processus d'accrétion et de collisions transforment les masses de poussières en planètes. Crédit : Plymouth State University-Mark P. Turski

La découverte des inclusions réfractaires dans la célèbre ChondriteLes chondrites sont des météorites pierreuses (voir météorites).

La météorite d\'Allende, une célèbre chondrite.');" onmouseout="killlink()">chondrite carbonée tombée près d'Allende allait révéler la présence d'isotopes produits par la désintégration radioactive rapide d'autres isotopes juste avant leur formation. Nécessairement, un processus nucléosynthétique explosif devait avoir précédé de quelques centaines de milliers d'années tout au plus la formation des météorites carbonées, les plus anciens objets du système solaire. Une supernova injectant rapidement dans la nébuleuse protosolaire des isotopes radioactifs à très courtes périodes juste avant son effondrement était donc exactement ce dont les astrophysiciens avaient besoin... Ils avaient, en plus, une preuve du phénomène.

Il suffisait d'affiner les simulations pour retrouver la supernova...

Mais tout n'est pas si simple. Les simulations numériques effectuées jusqu'à aujourd'hui, reposant sur les lois de la thermodynamique et de l'hydrodynamique, persistaient à ne pas donner un système solaire ressemblant au nôtre avec les bonnes abondances d'éléments. A tel point que l'hypothèse d'une supernova pré-solaire tombait de plus en plus en désuétude chez les spécialistes ces dernières années.

Les choses viennent de changer grâce à la nouvelle simulation d'Alan Boss et de ses collègues de la célèbre Institution Carnegie à Washington.

De haut en bas la simulation du passage de l'onde de choc d'une supernova dans une nébuleuse protosolaire quasiment sphérique vue en coupe. Les zones les plus rouges sont les plus denses. Crédit : Alan Boss

Dans les modèles précédents, l'onde de choc produit par la supernova décélérait de quelques dizaines de kilomètres par seconde lors de son passage dans le nuage de gaz et de poussières, à une température quasiment constante de 10 K environ.

En raffinant les calculs hydrodynamiques et en trouvant finalement un mécanisme approprié de chauffage par compression et de refroidissement par rayonnement, les astrophysiciens ont enfin reproduit à la fois un effondrement de la nébuleuse protosolaire et une répartition des isotopes radioactifs conforme aux observations dans les météorites.

Dans tous les modèles examinés sur ordinateur par les chercheurs, l'onde de choc heurte un nuage de la masse du Soleil, composé de poussières, d'eau, de monoxyde de carbone et d'hydrogène moléculaire. Les températures peuvent atteindre 1.000 K et grâce à l'introduction d'un nouveau mécanisme de refroidissement, le nuage peut s'effondrer. Environ 100.000 années plus tard la nébuleuse protosolaire est devenue 1.000 fois plus dense qu'auparavant, et après 160.000 ans, un protosoleil est là, au cœur d'un nuage devenu un million de fois plus dense.