Qu'est-ce que la nébuleuse solaire?
On pense que notre système solaire s'est formé il y a environ 4,6 milliards d'années à partir d'un vaste nuage de gaz et de poussières, mesurant plusieurs années-lumière de diamètre, appelé nébuleuse. Ce nuage était principalement composé d’hydrogène gazeux et de plus petites quantités d’éléments constitutifs du système solaire. Selon la théorie de la nébuleuse solaire, une partie de ce nuage a commencé à se contracter par gravitation, probablement en raison de la perturbation provoquée par une supernova proche ou du passage d'une autre étoile. La rotation lente initiale du nuage a alors commencé à augmenter au fur et à mesure qu'elle se contractait. ce qui l'aplatit en une forme de disque. Au fur et à mesure que davantage de matériaux s'accumulaient au centre du disque, la densité et la température augmentaient, atteignant le point de départ de la fusion des atomes d'hydrogène, formant de l'hélium et libérant d'énormes quantités d'énergie, entraînant la naissance du Soleil. Les planètes, les astéroïdes et les comètes se sont formés à partir du matériau restant.
Après un certain temps, le Soleil a mis fin à son effondrement lorsque son équilibre hydrostatique a été atteint. Le vent solaire du jeune Soleil a dispersé une grande partie du matériau dans la nébuleuse solaire, ce qui a réduit sa densité. La nébuleuse a commencé à se refroidir. Outre les trois éléments les plus légers - l’hydrogène, l’hélium et le lithium -, la nébuleuse solaire a été composée de deux éléments: soit la fusion nucléaire dans des étoiles disparues, soit, dans le cas d’éléments plus lourds que le fer, créés par des supernovae. Des molécules covalentes simples, comprenant de l'eau, du méthane et de l'ammoniac, et des molécules ioniques, telles que des oxydes de métaux et des silicates, auraient également été présentes. Initialement, en raison des températures élevées dans le disque, ces composés auraient été gazeux, mais lors du refroidissement, la plupart des éléments et composés se sont condensés en minuscules particules; les métaux et les composés ioniques se sont d'abord condensés en raison de leurs points d'ébullition et de fusion plus élevés.
Près du centre du disque, les métaux, les composés métalliques et les silicates prédominaient, mais plus loin, là où les températures étaient plus basses, de grandes quantités de glace se condensaient hors de la nébuleuse. Dans cette région externe, l'hydrogène et l'hélium gazeux étaient également abondants; ces gaz ont été en grande partie dispersés par le vent solaire plus près du soleil. De minuscules particules solides se sont heurtées et collées ensemble, formant des objets toujours plus grands qui ont commencé à attirer plus de matière par gravitation, aboutissant finalement à la formation de planètes. Dans le système solaire interne, le manque de glace, d'hydrogène et d'hélium a entraîné la formation de planètes relativement petites, Mercure, Vénus, Terre et Mars, composées en grande partie de roches. Plus loin, la glace ainsi que les particules minérales se sont agrégées, formant des corps plus grands capables de retenir l'hydrogène et l'hélium des gaz légers grâce à leurs champs gravitationnels relativement puissants, donnant naissance aux planètes «géantes gazeuses», Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.
La théorie de la nébuleuse solaire représente un certain nombre de caractéristiques clés de notre système solaire. Le fait que les planètes - à l'exception de Pluton, qui n'est plus considérée comme une planète - se situent toutes plus ou moins dans le même plan, et le fait qu'elles tournent toutes autour du Soleil dans la même direction, suggère qu'elles sont originaires d'un disque. entourant le soleil. La présence de planètes rocheuses relativement petites dans le système solaire interne et de géantes gazeuses dans la région externe convient également à ce modèle.
Au-delà de Neptune, la planète la plus externe, se trouve la ceinture de Kuiper, une région d'objets relativement petits composés de roche et de glace. On pense que Pluton pourrait être originaire d’ici, et que les comètes sont des objets de la ceinture de Kuiper qui ont été poussés dans des orbites qui les amènent dans le système solaire intérieur. La théorie de la nébuleuse solaire explique très bien la ceinture de Kuiper, qui résulte de restes de glace et de matériaux rocheux trop dispersés pour former des planètes.
D'autres preuves à l'appui de cette théorie proviennent d'ailleurs de la Voie lactée. Les astronomes peuvent étudier des parties de notre galaxie où des étoiles sont en train de se former, telles que la nébuleuse d’Orion, un grand volume de gaz situé dans la constellation d’Orion. La plupart des nouvelles étoiles de cette nébuleuse sont entourées de disques de gaz et de poussière à partir desquels on pense que des planètes vont éventuellement se former.