janvier 24, 2022

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L’étude indique que la Terre et d’autres planètes telluriques ont été formées à partir des matériaux du système solaire interne

Il existe deux processus fondamentalement différents impliqués dans la formation des planètes rocheuses, mais on ne sait pas lequel a construit la Terre et les autres planètes du système solaire terrestre. Ils se sont formés soit par des collisions entre les embryons de planètes du système solaire interne, soit par l’accumulation de petits « cailloux » dérivant vers le soleil depuis le système solaire externe. De nouvelles recherches montrent que les compositions isotopiques de la Terre et de Mars sont régies par un processus de mélange à deux composants du matériau du système solaire interne, y compris le matériau du disque interne non extrait des météorites, tandis que la contribution du matériau du système solaire externe est limitée à un petit pourcentage en masse.

Scénarios possibles de formation de planètes terrestres : dans le modèle classique de croissance oligarchique de Wetherill, les planètes terrestres ont été formées par des collisions mutuelles entre des embryons de planètes de la taille de la lune à Mars après la dissipation du disque de gaz et seulement une petite fraction des planètes CC accumulées, qui ont été dispersées vers l’intérieur pendant la croissance de Jupiter et/ou la migration présumée ; Alternativement, les planètes telluriques peuvent s’être formées pendant la durée de vie du disque de gaz en accumulant efficacement des « cailloux » du système solaire externe, qui dérivent vers le soleil à travers le disque en raison de la traînée du gaz; Les deux modèles diffèrent par la quantité de matière du système solaire externe accumulée par les planètes terrestres, qui peut être mesurée à l’aide d’anomalies isotopiques structurelles nucléaires. Crédit image : Burckhardt et d’autres., doi: 10.1126/sciadv.abj7601.

« Nos données réfutent l’origine de l’accrétion de sable pour les planètes terrestres, mais sont cohérentes avec la croissance collisionnelle des embryons du système solaire interne », a déclaré le Dr Jan Rinder, chercheur au Département des sciences nucléaires et chimiques du Laboratoire national Lawrence Livermore. .

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« Cette partie inférieure du matériau du système solaire externe sur Terre et Mars indique la présence d’une barrière permanente à la dérive de la poussière dans le disque et met en évidence le chemin spécifique de la formation des planètes rocheuses dans le système solaire. »

Déterminer lequel des deux processus régit la formation des planètes terrestres de notre système solaire est essentiel pour comprendre la structure du système solaire et l’évolution dynamique, et pour inclure la formation des planètes dans le système solaire dans le contexte des processus généraux de formation planétaire , tels que ceux observés dans les systèmes d’exoplanètes.

La quantité de matière externe dans le système solaire qui s’accumule par les planètes terrestres peut être déterminée à l’aide d’anomalies isotopiques structurelles nucléaires.

Ceux-ci découlent de la répartition hétérogène de la matière présolaire au sein du disque protosolaire et fournissent un enregistrement du patrimoine matériel de construction d’une planète.

Ces isotopes anormaux permettent de distinguer les météorites non carbonatées (NC) et carbonées (CC), qui sont généralement supposées représenter des corps planétaires qui se sont accrétés dans le système solaire interne et externe, respectivement.

Le Dr Rinder et ses collègues ont utilisé l’observation récente des différences isotopiques corrélées entre les météorites en Caroline du Nord pour montrer que la Terre et Mars incorporaient des matériaux ne provenant pas de météorites, ont déterminé la source et la composition isotopique du matériau de construction planétaire manquant et ont utilisé ces informations pour évaluer la quantité de CC accumulée par la Terre et Mars.

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« La composition isotopique de ce type de matériau de construction telle que déduite par nos simulations informatiques indique qu’il doit provenir de la région plus profonde du système solaire », a déclaré le Dr Christoph Burckhardt, chercheur à l’Institut des sciences planétaires de l’Université de Münster. .

« Parce que les objets proches du Soleil n’ont jamais été dispersés dans la ceinture d’astéroïdes, ce matériau a été presque complètement absorbé dans les planètes intérieures et ne se trouve donc pas dans les météorites. »

a déclaré le Dr Thorsten Kleine, chercheur à l’Institut für Planetologie de l’Université de Münster et à l’Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire.

« La découverte surprenante ne change pas les conséquences de l’étude de la théorie de la formation des planètes. »

« Le fait que la Terre et Mars semblent contenir principalement des matériaux du système solaire interne est bien adapté à la formation de planètes à partir de collisions de grands corps dans le système solaire interne », a déclaré le Dr Burckhardt.

la les résultats Il a été publié dans le magazine progrès scientifique.

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Christoph Burckhardt et d’autres. 2021. Formation de planètes terrestres à partir de matériaux perdus du système solaire interne. progrès scientifique 7 (52); doi: 10.1126/sciadv.abj7601