Les grands frères et soeurs ne sont pas toujours les plus gentils avec leurs petits frères et soeurs. Mais un peu d'amour précoce pourrait vous préparer à survivre à l'âge adulte - du moins c'est ce que les chercheurs découvrent en ce qui concerne notre système solaire, où Jupiter aurait finalement assuré un avenir sûr à la Terre et à d'autres mondes rocheux en jouant le rôle de bruyante grand frère.
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"Les théories précédentes disaient que Jupiter était un ami de la Terre, car il protégeait la Terre de tous ces impacts", explique Elisa Quintana, chercheuse au centre de recherche NASA Ames. "Nous constatons que ce n'est pas nécessairement le cas, du moins pas pour notre système solaire."
Bien que Jupiter protège aujourd'hui, il a peut-être joué un peu plus énergiquement dans le passé. Au début de la guerre, le géant gazier était un tyran, jetant des débris vers le système solaire interne lorsque la Terre se formait encore. Mais à long terme, son approche rudimentaire s'est révélée bénéfique: toutes ces collisions ont accéléré la construction de mondes rocheux et empêché la survenue de collisions pires, comme elles l'ont fait pour des planètes rocheuses sans géants voisins.
Quintana a travaillé avec le chercheur principal Thomas Barclay, également de la NASA Ames, pour modéliser la manière dont plusieurs systèmes planétaires se comportaient avec et sans des mondes gazeux gigantesques. Pour des mondes rocheux comme le nôtre, ils ont découvert que les géantes gazeuses de type Jupiter jouaient un rôle plus compliqué qu'on ne le pensait auparavant. Barclay a présenté les résultats de la paire le mois dernier lors de la 228ème réunion de la American Astronomical Society à San Diego, Californie; une partie de leurs recherches en cours a également été publiée dans l' astrophysical journal en avril.
Les mondes de la taille de Jupiter peuvent avoir des effets apparemment disparates sur les planètes les entourant. Par exemple, la gravité des géantes gazeuses attire non seulement les matériaux vers eux, mais peut également les envoyer à grande vitesse. En ce qui concerne la construction de planètes, cela peut être une bonne chose. Quintana a découvert qu'un jeune Jupiter avait envoyé du matériel dans les noyaux de planètes rocheuses en croissance, ce qui les avait aidés à se développer plus rapidement que ceux sans grands voisins.
Les géantes gazeuses affectent également le nombre de planètes rocheuses pouvant se former. C'est parce que, comme leurs frères et soeurs plus âgés, ils ont tendance à piger tous les jouets - dans ce cas, la poussière et le gaz nécessaires à la construction de planètes. Les chercheurs ont découvert que les mondes de la taille de Jupiter n’avaient en général que 3 à 6 voisins terrestres, tandis que les systèmes sans planète géante construisaient deux fois plus de mondes rocheux dans les régions intérieure et extérieure.
Dans le scénario sans Jupiter, il n'y avait pas de géant gazier pour engloutir gaz et poussière, ce qui signifie que ces débris ont formé ce que Quintana appelle un "linceul, un peu comme un nuage de petits matériaux rocheux". Les débris sont restés bloqués pendant plus de 2 milliards d’années, ce qui a eu des impacts constants sur les derniers mondes terrestres. Les collisions n'étaient pas assez importantes pour dépouiller les planètes de leur croûte, mais, tout comme l'astéroïde aidant à éliminer les dinosaures, elles risquaient d'effacer une partie de la vie sur la planète.
Lorsque Jupiter était présent, en revanche, le dangereux nuage de débris a disparu une dizaine de fois. Les géantes gazeuses ont envoyé des matériaux dans l’espace à grande vitesse, les projetant totalement hors du système solaire. Cela ne voulait pas dire que les planètes étaient encore hors du bois: au même moment, des mondes géants jetaient également des débris vers les planètes rocheuses, voyageant plus rapidement que le matériau des collections sans Jupiter.
Les objets qui volaient plus vite signifiaient des collisions plus puissantes - nous parlons de collisions suffisamment fortes pour dépouiller un monde de ses océans et de ses atmosphères, stériliser la surface et détruire toute vie qui aurait pu évoluer. Chaque monde rocheux a reçu 3 à 4 de ces impacts brutaux tout au long de sa vie, mais ils se sont produits suffisamment tôt pour que le monde puisse se rétablir. Les planètes terrestres avec des voisins massifs ont ressenti la dernière de leurs collisions destructrices en surface après 200 millions d'années - un clin d'œil dans la vie de 4, 5 milliards d'années de la Terre.
Les premiers impacts donnent à la planète le temps de réapprovisionner ses océans et son atmosphère du nuage de gaz avant que Jupiter ne les jette hors du système. Les simulations ont montré que le dernier accident majeur s'est produit il y a environ 50 millions d'années pour la plupart des planètes terrestres avec des amis géants, le temps de rassembler plus de matériel à partir de ce disque. Cela correspond aux estimations qui situeraient la collision entre la Terre et la Lune entre 30 et 110 millions d'années.
Pour la Terre, Jupiter a certainement joué un rôle bienvenu, en aidant la planète et ses voisins rocheux à se développer rapidement tout en la protégeant des attaques les plus violentes pendant l’évolution précoce de la vie. Les scientifiques essaient maintenant de comprendre ce que cela signifie quand il s’agit de chercher d’autres mondes habitables. Si un monde de la taille de Jupiter peut conserver ses homologues rocheux, devrions-nous rechercher des systèmes rocheux avec une géante gazeuse sur les bords?
"Il semble que la période de repos du système solaire dure plus longtemps s'il existe des planètes de la taille de Jupiter", déclare Jessie Christiansen, une chasseuse d'exoplanètes du California Institute of Technology qui ne faisait pas partie de la recherche. Cette période calme est "la période de repos où vous pouvez laisser les choses évoluer sur Terre, comme la vie, sans être constamment effacées", dit-elle.
Dans la chasse aux planètes potentiellement habitables, garder un œil sur les mondes rocheux avec des amis géants éloignés ne serait peut-être pas une mauvaise idée, ajoute-t-elle. Malheureusement, cela pourrait signifier une mauvaise nouvelle pour la vie dans l'univers: moins de 10% des étoiles semblables au soleil ont des géantes gazeuses sur leurs orbites extérieures. "Nous ne pensons pas que les analogues de Jupiter sont courants", déclare Quintana.
