De nouveaux travaux dirigés par Matt Clement de Carnegie révèlent les emplacements originaux probables de Saturne et Jupiter. Ces découvertes affinent notre compréhension des forces qui ont déterminé l'architecture inhabituelle de notre système solaire, y compris l'éjection d'une planète supplémentaire entre Saturne et Uranus, en veillant à ce que seuls les petits, planètes rocheuses, comme la Terre, formé à l'intérieur de Jupiter.

Dans sa jeunesse, notre Soleil était entouré d'un disque rotatif de gaz et de poussière à partir duquel les planètes sont nées. On pensait que les orbites des premières planètes formées étaient initialement compactes et circulaires, mais les interactions gravitationnelles entre les objets plus gros ont perturbé l'arrangement et provoqué le remaniement rapide des bébés planètes géantes, créer la configuration que nous voyons aujourd'hui.

"Nous savons maintenant qu'il existe des milliers de systèmes planétaires dans notre seule galaxie de la Voie Lactée, " dit Clément. " Mais il s'avère que l'arrangement des planètes dans notre propre système solaire est très inhabituel, nous utilisons donc des modèles pour faire de l'ingénierie inverse et reproduire ses processus de formation. C'est un peu comme essayer de comprendre ce qui s'est passé dans un accident de voiture après coup :à quelle vitesse les voitures allaient-elles, dans quelles directions, etc."

Clement et ses co-auteurs—John Chambers de Carnegie, Sean Raymond de l'Université de Bordeaux, Nathan Kaib de l'Université de l'Oklahoma, Rogerio Deienno de l'Institut de recherche du Sud-Ouest, et André Izidoro de l'Université Rice—a dirigé 6, 000 simulations de l'évolution de notre système solaire, révélant un détail inattendu sur la relation originale de Jupiter et Saturne.

On pensait que Jupiter à ses débuts tournait autour du Soleil trois fois toutes les deux orbites accomplies par Saturne. Mais cet arrangement n'est pas en mesure d'expliquer de manière satisfaisante la configuration des planètes géantes que nous voyons aujourd'hui. Les modèles de l'équipe ont montré qu'un rapport de deux orbites de Jupiter à une orbite saturnienne produisait de manière plus cohérente des résultats qui ressemblent à notre architecture planétaire familière.

"Cela indique que même si notre système solaire est un peu bizarre, ça n'a pas toujours été le cas, " expliqua Clément, qui présente aujourd'hui le travail de l'équipe lors de la réunion virtuelle de la Division des sciences planétaires de l'American Astronomical Society. "Quoi de plus, maintenant que nous avons établi l'efficacité de ce modèle, nous pouvons l'utiliser pour nous aider à regarder la formation des planètes telluriques, y compris le nôtre, et peut-être pour informer notre capacité à rechercher ailleurs des systèmes similaires qui pourraient avoir le potentiel d'héberger la vie."

Le modèle a également montré que les positions d'Uranus et de Neptune étaient façonnées par la masse de la ceinture de Kuiper - une région glacée sur les bords du système solaire composée de planètes naines et de planétoïdes dont Pluton est le plus gros membre - et par une planète géante de glace qui a été expulsé dans l'enfance du système solaire.