Pourquoi les planètes n'ont pas toutes la même composition ?

question posée le 11-02-2019 par Guillaume

Le nouveau Système Solaire - L\'Union Astronomique Internationale vient de redéfinir le terme planète, ce qui conduit le système solaire à compter désormais 8 planètes
Le nouveau Système Solaire - L'Union Astronomique Internationale vient de redéfinir le terme planète, ce qui conduit le système solaire à compter désormais 8 planètes

Crédit : Union Astronomique Internationale

Bonjour, si j'ai bien compris, lors de la formation du système solaire, c'est un grand nuage de gaz provenant d'une étoile de génération antérieure qui se condense, pour former le soleil et ses planètes.

Mais alors, pourquoi la composition en matériaux n'est pas la même pour toutes les planètes, et pour le soleil aussi ? Il y avait des différences dans le nuage, des régions avec plus ou moins de fer par exemple ?

Merci pour votre éclaircissement.

réponse du 26-07-2019 par Didier Jamet

A vrai dire, si l'on y regarde de plus près, les planètes ne sont pas si différentes que cela les unes des autres dans leur composition fondamentale. Seules les proportions changent.

Les planètes internes, dites telluriques ou rocheuses, sont essentiellement constituées de silicates et de métaux. Alors certes les proportions sont variables mais si vous regardez Mercure, qui possède proportionnellement un gigantesque noyau de fer, il faut aussi prendre en compte le fait qu'elle ne mesure que 4800 km de diamètre, à comparer aux 12700 de la Terre.

On peut donc imaginer que Mercure ait été une planète un peu trop proche du Soleil pour se constituer, au-delà du noyau métallique commun, une couche de silicates très importante. Cela dit il reste vrai que son noyau métallique est dans l'absolu plus grand que celui de la Terre, donc il y avait certainement plus d'éléments métalliques au voisinage immédiat du Soleil que plus loin, mais ça n'est pas radicalement différent non plus.

Pour Mars, qui ne représente que 10% de la masse de la Terre, peut-être se trouvait-elle dans une région du disque plus pauvre en matériaux, ou dans laquelle, du fait de perturbations gravitationnelles de l'ombrageuse voisine Jupiter, il était plus difficile de se former. A ce titre il est intéressant de noter que la ceinture d'astéroïdes, reliquat d'un corps céleste n'ayant jamais pu se condenser, se trouve justement entre Mars et Jupiter.

Quant aux planètes gazeuses, il se trouve qu'elles aussi ont des noyaux métalliques et silicatés de tailles comparables à celles des planètes rocheuses dans leur entier, mais juste enrobés de gigantesques quantités de gaz... Pour le dire autrement, les planètes rocheuses pourraient être des planètes gazeuses avortées dans leur développement par manque de gaz sur l'orbite qu'elles occupaient, et la proximité du Soleil...

Donc à mon sens la véritable clé de la différentiation des planètes est bien leur distance au Soleil, laquelle détermine la quantité de gaz disponible sur leur trajectoire, et une possible vaporisation de l'atmosphère initiale des planètes rocheuses par un jeune soleil alors beaucoup plus énergétique qu'il ne l'est aujourd'hui. Une fois de plus, sur Terre, on a eu du bol...

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