Il y a longtemps, dans une nébuleuse qui n'existe plus, notre planète nouveau-née a été frappée par un impact géant si énergique qu'elle a fait fondre une partie de la planète et de l'impacteur et créé un glob fondu en rotation. Ce disque tourbillonnant de roches fondues à chaud tournait si vite que de l'extérieur, il aurait été difficile de faire la différence entre la planète et le disque. Cet objet est appelé «synestia» et comprendre comment il s'est formé peut conduire à de nouvelles perspectives sur le processus de formation planétaire.
La phase synestiale de la naissance d'une planète ressemble à quelque chose d'un film de science-fiction étrange, mais cela peut être une étape naturelle dans la formation des mondes. Il est très probable que cela se soit produit plusieurs fois processus de naissance pour la plupart des planètes de notre système solaire, en particulier les mondes rocheux de Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Tout cela fait partie d'un processus appelé "accrétion", où de plus petits morceaux de roche dans une crèche de naissance planétaire appelée un disque protoplanétaire ont claqué ensemble pour fabriquer de plus gros objets appelés planétésimaux. Les planétésimaux se sont écrasés ensemble pour former des planètes. Les impacts libèrent d'énormes quantités d'énergie, ce qui se traduit par suffisamment de chaleur pour faire fondre les roches. Au fur et à mesure que les mondes s'élargissaient, leur gravité les a aidés à les maintenir ensemble et a finalement joué un rôle dans «l'arrondi» de leurs formes. Les mondes plus petits (comme les lunes) peuvent également se former de la même manière.
La Terre et ses phases de Synestia
Le processus d'accrétion dans la formation planétaire n'est pas une idée nouvelle, mais l'idée que nos planètes et leurs lunes ont traversé la phase de globule fondu en rotation, probablement plus d'une fois, est une nouvelle ride. La formation planétaire prend des millions d'années à accomplir, en fonction de nombreux facteurs, notamment la taille de la planète et la quantité de matière dans le nuage de naissance. La Terre a probablement mis au moins 10 millions d'années à se former. Son processus de nuage de naissance était, comme la plupart des naissances, désordonné et occupé. Le nuage de naissance était rempli de rochers et de planesimals se heurtant continuellement les uns aux autres comme un énorme jeu de billard joué avec des corps rocheux. Une collision en déclencherait d'autres, envoyant du matériel se faufiler dans l'espace.
Les impacts importants étaient si violents que chacun des corps en collision fondrait et se vaporisait. Puisque ces globes tournaient, une partie de leur matériau créerait un disque tournant (comme un anneau) autour de chaque impacteur. Le résultat ressemblerait à quelque chose comme un beignet avec un remplissage au milieu au lieu d'un trou. La zone centrale serait l'impacteur, entourée de matériau fondu. Cet objet planétaire "intermédiaire", le synestia, était une phase. Il est très probable que la Terre infantile ait passé un certain temps comme l'un de ces objets en fusion et en rotation.
Il s'avère que de nombreuses planètes auraient pu passer par ce processus lorsqu'elles se sont formées. La durée de leur séjour dépend de leur masse, mais finalement, la planète et son globe de matière fondue se refroidissent et se réinstallent sur une seule planète arrondie. La Terre a probablement passé cent ans en phase synestiale avant de se refroidir.
Le système solaire infantile ne s'est pas calmé après la formation du bébé Terre. Il est possible que la Terre ait traversé plusieurs synestias avant l'apparition de la forme finale de notre planète. L'ensemble du système solaire a traversé des périodes de bombardier qui ont laissé des cratères sur les mondes rocheux et les lunes. Si la Terre était frappée plusieurs fois par de gros impacteurs, de multiples synestias se produiraient.
Implications lunaires
L'idée d'une synestie vient de scientifiques travaillant sur la modélisation et la compréhension de la formation des planètes. Cela peut expliquer une autre étape de la formation planétaire et pourrait également résoudre des questions intéressantes sur la Lune et comment elle s'est formée. Au début de l'histoire du système solaire, un objet de la taille de Mars appelé Theia s'est écrasé sur la Terre naissante. Les matériaux des deux mondes se sont mélangés, bien que l'accident n'ait pas détruit la Terre. Les débris soulevés par la collision se sont finalement fusionnés pour créer la Lune. Cela explique pourquoi la Lune et la Terre sont étroitement liées dans leur composition. Cependant, il est également possible qu'après la collision, une synestie se soit formée et que notre planète et son satellite se soient fusionnés séparément alors que les matériaux du beignet de synestia se refroidissaient.
La synestia est vraiment une nouvelle classe d'objets. Bien que les astronomes n'en aient pas encore observé, les modèles informatiques de cette étape intermédiaire sur la planète et la lune formation leur donnera une idée de ce qu'il faut rechercher pendant qu'ils étudient les systèmes planétaires qui se forment actuellement dans notre galaxie. En attendant, le recherche de planètes nouveau-nés continue.