De nouvelles études sur un type rare de météorite montrent que des matériaux proches du Soleil ont atteint le système solaire externe alors même que la planète Jupiter comblait une brèche dans le disque de poussière et de gaz à partir duquel les planètes se sont formées. Les résultats, publié cette semaine dans Actes de l'Académie nationale des sciences , ajouter à une compréhension émergente de la formation de notre système solaire et de la formation des planètes autour d'autres étoiles.

La théorie consensuelle sur la formation des planètes est qu'elles s'accumulent à partir d'un disque de poussière et de gaz qui tourne autour d'une étoile nouvellement formée. Les preuves de la composition de ce disque protoplanétaire dans notre propre système solaire proviennent des chondrites, un type de météorite composé de particules plus petites, ou chondres, qui se sont rassemblés comme un lapin de poussière cosmique.

« Si nous comprenons les transports, nous pouvons comprendre les propriétés du disque et en déduire comment les planètes ont été construites, " dit Qingzhu Yin, professeur de sciences de la terre et des planètes à l'Université de Californie, Davis et co-auteur sur le papier.

Le matériel des chondrites est extrêmement ancien, représentant les restes de poussière et de débris du tout début du système solaire. D'autres preuves proviennent de roches de la Terre et de la Lune et d'échantillons de poussière cosmique et de matériaux cométaires collectés par la mission Stardust et d'autres sondes spatiales.

Les chercheurs peuvent déterminer approximativement où et quand ces météorites se sont formées en mesurant les rapports d'isotopes d'éléments tels que l'oxygène, titane et chrome à l'intérieur.

Des travaux antérieurs du laboratoire de Yin et d'autres ont montré que les météorites se répartissent en deux grands groupes par composition. On pense que les météorites carbonées sont originaires du système solaire externe. Des météorites non carbonées se sont formées à partir du disque plus proche du soleil où les composés à base de carbone et d'autres composés volatils ont été éliminés.

Pourquoi n'y avait-il pas plus de mélange, si toutes les planètes se formaient à partir du même disque protoplanétaire ? L'explication est que Jupiter s'est formé plus tôt, il a creusé un trou dans le disque, créer une barrière au mouvement de la poussière, dit Yin. Des astronomes utilisant le radiotélescope ALMA au Chili ont observé le même phénomène dans des disques protoplanétaires autour d'autres étoiles.

Traverser la brèche de Jupiter

Pourtant, certaines météorites semblent faire exception à cette règle générale avec un mélange plus large de composants.

Yin, Curtis Williams, chercheur à l'UC Davis, et leurs collaborateurs ont réalisé une étude détaillée des isotopes de 30 météorites. Ils ont confirmé qu'ils se répartissaient en deux groupes distincts :les chondrites non carbonées ainsi que les autres, types de météorites plus courants; et les météorites carbonées.

Ensuite, ils ont étudié les chondres individuels de deux météorites chondritiques, la météorite Allende tombée au Mexique en 1969 et la météorite Karoonda, qui tomba en Australie en 1930.

Ces météorites se sont avérées contenir des chondres du système solaire interne et externe. Certains matériaux du système solaire interne doivent avoir réussi à traverser la barrière de Jupiter pour s'accumuler avec les chondres externes du système solaire en une météorite qui, des milliards d'années plus tard, tomberait sur Terre.

Comment? Il existe plusieurs mécanismes possibles, dit Williams.

"L'un est qu'il y avait encore du mouvement le long du plan médian du disque, bien qu'il aurait dû être arrêté par Jupiter, " a-t-il dit. " L'autre est que les vents dans le système solaire interne pourraient avoir soulevé des particules au-dessus de l'espace de Jupiter. "

L'un ou l'autre de ces mécanismes pourrait également être responsable de la matière du système solaire interne qui a également été trouvée dans les comètes par la mission Stardust.

La nouvelle étude aide à connecter la cosmochimie, les sciences planétaires et l'astronomie pour donner une image complète de la formation des planètes, dit Yin.