Concept d'artiste d'un corps céleste de la taille de la lune entrant en collision avec un corps de la taille de Mercure. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Une étude simulant les étapes finales de la formation des planètes terrestres montre que les rencontres « hit-and-run » jouent un rôle important dans l'acquisition d'eau par les grandes protoplanètes, comme ceux qui sont devenus Mars et la Terre. Les résultats seront présentés par Christoph Burger au Congrès européen des sciences planétaires (EPSC) 2018 à Berlin.
Il y a quatre milliards et demi d'années, le système solaire interne était un endroit chaotique avec environ 50 à 100 protoplanètes allant de la Lune à Mars qui étaient sujettes à des collisions géantes. Les corps qui se sont formés dans ce qui est maintenant l'orbite de Mars ne contenaient pas d'eau car les conditions étaient trop chaudes pour les matières volatiles, comme l'eau ou le méthane, se condenser. Pour que l'eau fasse son chemin sur les planètes telluriques en développement, l'eau devait être livrée de l'extérieur de cette région via une séquence de collisions.
Burger et ses collègues de l'Université de Vienne et de Tübingen ont utilisé des simulations à haute résolution pour suivre le devenir de l'eau et d'autres matériaux à travers une série de différents scénarios d'impact. Les conséquences des collisions pourraient inclure des corps collés les uns aux autres, perte de matériel, ou être redistribué entre les deux objets. Les résultats dépendent de divers facteurs comme la vitesse et l'angle d'impact, la différence de masse entre les corps et leur masse totale.
Instantanés des simulations illustrant le transfert et la perte d'eau lors d'une rencontre avec délit de fuite typique. Les couleurs bleu et blanc représentent l'eau sur les corps initiaux, tandis que le rouge est un matériau rocheux de leurs intérieurs. Crédit :Burger et al
"Nous avons découvert que les collisions avec délit de fuite, où l'impact est décentré et les corps ont assez de vitesse pour se séparer à nouveau après la rencontre, sont très fréquents. Dans ces scénarios, des dizaines de pour cent d'eau peuvent être transférés entre les corps en collision ou éjectés et perdus entièrement, " dit Burger.
Le plus petit de la paire en collision est souvent modifié jusqu'au noyau et efficacement débarrassé de l'eau, tandis que le corps plus massif reste plus ou moins inchangé. L'équipe se concentre maintenant sur la façon dont les longues chaînes de collisions successives affectent l'évolution d'un disque de planétésimaux et de protoplanètes.
"Des recherches récentes montrent que les comètes ne peuvent représenter qu'une petite fraction de l'eau des planètes terrestres. Ces collisions géantes au début de l'histoire du système solaire doivent également être une source majeure. Nos résultats suggèrent fortement que nous devons suivre l'eau des deux survivants après Cela nous aidera à prédire les propriétés des planètes qui se forment comme le produit final d'une longue séquence de collisions successives, " dit Burger.
