On sait que les géantes gazeuses autour d'autres étoiles sont souvent situées très près de leur soleil. Selon la théorie admise, ces planètes gazeuses se sont formées très loin et ont ensuite migré vers une orbite plus proche de l'étoile. Maintenant, des chercheurs de l'Université de Lund et d'autres institutions ont utilisé des simulations informatiques avancées pour en savoir plus sur le voyage de Jupiter à travers notre propre système solaire il y a environ 4,5 milliards d'années. À ce moment-là, Jupiter s'est formé assez récemment, tout comme les autres planètes du système solaire. Les planètes ont été progressivement construites par la poussière cosmique, qui tournait autour de notre jeune soleil dans un disque de gaz et de particules. Jupiter n'était pas plus grande que notre propre planète.

Les résultats montrent que Jupiter s'est formé quatre fois plus loin du soleil que sa position actuelle ne l'indique. "C'est la première fois que nous avons la preuve que Jupiter s'est formé loin du soleil puis a migré vers son orbite actuelle. Nous avons trouvé des preuves de la migration dans les astéroïdes troyens en orbite près de Jupiter, " explique Simona Pirani, doctorant en astronomie à l'université de Lund, et l'auteur principal de l'étude.

Ces astéroïdes troyens se composent de deux groupes de milliers d'astéroïdes qui résident à la même distance du Soleil que Jupiter, mais en orbite devant et derrière Jupiter, respectivement. Il y a environ 50 % plus de chevaux de Troie devant Jupiter que derrière. C'est cette asymétrie qui est devenue la clé de la compréhension par les chercheurs de la migration de Jupiter.

"L'asymétrie a toujours été un mystère dans le système solaire, " dit Anders Johansen, professeur d'astronomie à l'université de Lund. En effet, la communauté des chercheurs avait auparavant été incapable d'expliquer pourquoi les deux groupes d'astéroïdes ne contiennent pas le même nombre d'astéroïdes. Cependant, Simona Pirani et Anders Johansen, avec d'autres collègues, ont maintenant identifié la raison en recréant le cours des événements de la formation de Jupiter et comment la planète a progressivement attiré ses astéroïdes troyens.

Grâce à de nombreuses simulations informatiques, les chercheurs ont calculé que l'asymétrie actuelle n'aurait pu se produire que si Jupiter s'était formé quatre fois plus loin dans le système solaire et avait ensuite migré vers sa position actuelle. Au cours de son voyage vers le soleil, La propre gravité de Jupiter a alors attiré plus de chevaux de Troie devant lui que derrière lui.

D'après les calculs, La migration de Jupiter a duré environ 700, 000 ans, dans une période d'environ 2 à 3 millions d'années après que le corps céleste a commencé sa vie comme un astéroïde de glace loin du soleil. Le voyage vers l'intérieur du système solaire a suivi une trajectoire en spirale dans laquelle Jupiter a continué à tourner autour du soleil, quoique dans un chemin de plus en plus étroit. La raison de la migration réelle est liée aux forces gravitationnelles des gaz environnants dans le système solaire.

Les simulations montrent que les astéroïdes troyens ont été attirés lorsque Jupiter était une jeune planète sans atmosphère gazeuse, ce qui signifie que ces astéroïdes sont très probablement constitués de blocs de construction similaires à ceux qui ont formé le noyau de Jupiter. En 2021, La sonde spatiale Lucy de la NASA sera lancée en orbite autour de six des astéroïdes troyens de Jupiter pour les étudier.

"Nous pouvons en apprendre beaucoup sur le noyau et la formation de Jupiter en étudiant les chevaux de Troie, ", dit Anders Johansen.

Les auteurs de l'étude suggèrent également que la géante gazeuse Saturne et les géantes de glace Uranus et Neptune auraient pu migrer de la même manière.