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Les astronomes viennent de trouver des « autoroutes » cosmiques pour voyager rapidement à travers le système solaire

credit Todorovic et al., SciAdv, 2020

Les structures invisibles générées par les interactions gravitationnelles dans le système solaire ont créé un réseau «d’autoroute spatiale», ont découvert les astronomes.

Ces canaux permettent le voyage rapide d’objets dans l’espace et pourraient être exploités à nos propres fins d’exploration spatiale, ainsi que pour l’étude des comètes et des astéroïdes.

En appliquant des analyses aux données d’observation et de simulation, une équipe de chercheurs dirigée par Nataša Todorović de l’Observatoire astronomique de Belgrade en Serbie a observé que ces autoroutes se composent d’une série d’arcs connectés à l’intérieur de ces structures invisibles, appelées variétés spatiales – et chaque planète les génère, créant dans son ensemble ce que les chercheurs ont appelé «une véritable autoroute céleste».

Ce réseau peut transporter des objets de Jupiter à Neptune en quelques décennies, plutôt que sur des échelles de temps beaucoup plus longues, de l’ordre de centaines de milliers à des millions d’années, normalement présentes dans le système solaire.

Trouver des structures cachées dans l’espace n’est pas toujours facile, mais observer la façon dont les choses se déplacent peut fournir des indices utiles. En particulier, les comètes et les astéroïdes.

Il existe plusieurs groupes de corps rocheux à différentes distances du Soleil. Il y a les comètes de la famille Jupiter (JFC), celles avec des orbites de moins de 20 ans, qui ne vont pas plus loin que les trajectoires orbitales de Jupiter.

Les centaures sont des morceaux de roches glacées qui traînent entre Jupiter et Neptune. Et les objets trans-neptuniens (TNO) sont ceux qui se trouvent aux confins du système solaire, avec des orbites plus grandes que celle de Neptune.

Pour modéliser les voies reliant ces zones, alors que les TNO passent par la catégorie Centaur et finissent par devenir des JFC, les échelles de temps peuvent aller de 10 000 à un milliard d’années. Mais un article récent a identifié une passerelle orbitale connectée à Jupiter qui semble beaucoup plus rapide, régissant les chemins des JFC et des Centaures.

Ils ont collecté des données numériques sur des millions d’orbites dans le système solaire et calculé comment ces orbites s’adaptaient aux variétés connues, modélisant les perturbations générées par sept planètes majeures, de Vénus à Neptune.

Et ils ont constaté que les arcs les plus proéminents, à des distances héliocentriques croissantes, étaient liés à Jupiter; et le plus fortement avec ses variétés ponctuelles de Lagrange. Toutes les rencontres rapprochées joviennes, modélisées à l’aide de particules de test, ont visité le voisinage des premier et deuxième points de Lagrange de Jupiter.

Quelques dizaines de particules environ ont ensuite été projetées sur la planète selon une trajectoire de collision ; mais un grand nombre, environ 2000, se sont découplés de leurs orbites autour du Soleil pour entrer dans des orbites d’évasion hyperboliques. En moyenne, ces particules ont atteint Uranus et Neptune respectivement 38 et 46 ans plus tard, la plus rapide atteignant Neptune en moins d’une décennie.

La majorité – environ 70% – a atteint une distance de 100 unités astronomiques (la distance orbitale moyenne de Pluton est de 39,5 unités astronomiques) en moins d’un siècle.

L’énorme influence de Jupiter n’est pas une énorme surprise. Jupiter est, à part le Soleil, l’objet le plus massif du système solaire. Mais les mêmes structures seraient générées par toutes les planètes, à des échelles de temps proportionnelles à leurs périodes orbitales, ont découvert les chercheurs.

Cette nouvelle compréhension pourrait nous aider à mieux comprendre comment les comètes et les astéroïdes se déplacent dans le système solaire interne et leur menace potentielle pour la Terre. Et, bien sûr, il y a l’avantage mentionné ci-dessus pour les futures missions d’exploration du système solaire.

Mais il se peut que nous devions trouver une meilleure solution sur le fonctionnement de ces passerelles, pour éviter ces trajectoires de collision ; et ce ne sera pas facile.

«Des études quantitatives plus détaillées des structures pourraient fournir un aperçu plus approfondi de l’environnement terrestre», selon les chercheurs dans leur article.

«La combinaison d’observations, de théorie et de simulation améliorera notre compréhension actuelle de ce mécanisme à court terme. »

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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