Par Sasha Rousseau | Mis à jour le 24 mars 2022
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La théorie de la condensation explique pourquoi les planètes tournent autour du Soleil dans un disque plat et coplanaire, pourquoi elles partagent une direction de mouvement commune et pourquoi les planètes intérieures sont rocheuses tandis que les planètes extérieures sont des géantes gazeuses. Les mondes terrestres comme la Terre diffèrent fondamentalement des géantes joviennes comme Jupiter.
Les nuages moléculaires géants (GMC) sont de vastes nuages interstellaires composés d’environ 90 % d’hydrogène, 9 % d’hélium et 1 % d’éléments traces plus lourds. Lorsqu'un GMC s'effondre, un axe de rotation se développe. Au fil du temps, la touffe en rotation se contracte, se réchauffe et se densifie, pour finalement englober la majeure partie de la masse du GMC. Le moment cinétique du nuage force le matériau à se condenser vers l’axe, tandis que les forces centrifuges aplatissent la structure en un disque. Ce disque, connu sous le nom de nébuleuse solaire, fournit le cadre géométrique du système planétaire :toutes les planètes orbitent dans le même plan relativement plat et dans la même direction que la rotation d'origine.
Au cœur de la nébuleuse solaire se trouve la région la plus dense et la plus chaude qui deviendra le proto-Soleil. Au fur et à mesure que la nébuleuse tourne, les grains de poussière – mélanges de glace, de silicates, de carbone et de fer – entrent en collision et se collent les uns aux autres, formant des planétésimaux de quelques centaines de kilomètres de diamètre. Ces planétésimaux s'attirent gravitationnellement les uns les autres, fusionnant en protoplanètes qui continuent de tourner autour du proto-Soleil dans le même sens que la rotation initiale du GMC.
Les protoplanètes attirent l'hydrogène et l'hélium de la nébuleuse environnante. Leur capacité à accréter du gaz dépend de la distance qui les sépare du centre chaud :plus une protoplanète est éloignée, plus son environnement est froid, ce qui permet à davantage de matières solides de se condenser et de former un noyau plus grand. Un noyau plus grand exerce une gravité plus forte, permettant la capture de plus de gaz. Par conséquent, les protoplanètes intérieures restent petites et rocheuses, tandis que celles plus éloignées deviennent suffisamment massives pour devenir des géantes gazeuses.
Lorsque le proto-Soleil allume la fusion nucléaire, il émet un puissant vent solaire qui balaie le gaz restant de la nébuleuse. Cet écoulement met fin à l'accrétion de matière gazeuse, gelant ainsi les masses finales des planètes. Les protoplanètes plus éloignées du Soleil, où la matière était plus clairsemée, peuvent finir avec des atmosphères minces ou rester principalement des noyaux glacés. Le vent solaire nettoie le système environ 100 millions d’années après la formation du Soleil.