Science
La planète Neptune était également classée comme hypothétique ; elle n'avait jamais été vue, mais son existence était supposée.
En fait, les scientifiques ont supposé et continuent de supposer l’existence d’un plus grand nombre de planètes.
Certains disparaissent de cette liste au fil du temps, d’autres peuvent avoir existé dans le passé et existent probablement même encore aujourd’hui.
10. Planète X
Au début des années 1800, les astronomes connaissaient l’existence de toutes les planètes majeures de notre système solaire, à l’exception de Neptune. Ils connaissaient également les lois du mouvement et de la gravité de Newton, utilisées pour prédire les mouvements des planètes.
En corrélant ces prédictions avec le mouvement réel observé, il a été remarqué qu'Uranus n'est pas « allé » là où il avait été prédit. Alors l'astronome français Alexis Bouvard a posé la question : la gravité d'une planète invisible pourrait-elle déplacer Uranus de sa trajectoire prévue.
Après la découverte de Neptune en 1846, de nombreux astronomes décidèrent de tester si sa force gravitationnelle était suffisamment forte pour expliquer le mouvement observé d'Uranus. La réponse s'est avérée négative.
Peut-être existe-t-il une autre planète invisible ? L'existence d'une neuvième planète a été proposée par de nombreux astronomes. Le chercheur le plus méticuleux de la neuvième planète fut l'astronome américain Percival Lowell, qui nomma l'objet recherché « Planète X ».
Lowell a construit un observatoire dans le but de trouver la planète X, mais ne l'a jamais trouvé. 14 ans après sa mort, les astronomes ont découvert Pluton, mais sa force gravitationnelle n'était pas non plus assez forte pour expliquer le mouvement observé d'Uranus. Le monde scientifique continue de rechercher la planète X.
Les recherches se sont poursuivies jusqu'à ce que la sonde Voyager 2 passe Neptune en 1989. C'est alors qu'on découvrit que la masse de Neptune avait été mal mesurée. Des calculs de masse mis à jour expliquent le mouvement d'Uranus.
Planète inconnue
9. Planète entre Mars et Jupiter
Au XVIe siècle, Johannes Kepler remarqua l'existence d'un énorme écart entre les orbites de Mars et de Jupiter. Il a supposé qu'il y avait peut-être une planète, mais je n’ai pas pris la peine de la chercher.
Après Kepler, de nombreux astronomes ont commencé à remarquer des tendances dans les orbites des planètes. Les tailles approximatives des orbites de Mercure à Saturne sont 4, 7, 10, 16, 52, 100. Si vous soustrayez 4 à chacun de ces nombres, vous obtenez 0, 3, 6, 12, 48 et 96.
Il est à noter que 6 =3+3, 12=6+6, 96=48+48. Entre 12 et 48 ans, il reste un étrange vide.
Les astronomes étaient intrigués par la question de savoir s'ils avaient raté une planète qui, selon les calculs, devrait être située entre Mars et Jupiter. Comme l'a écrit l'astronome allemand Elert Bode : « Après Mars, un immense espace a été découvert dans lequel aucune planète n'avait encore été identifiée. Peut-on croire que le fondateur de l’Univers a laissé cet espace vide ? Bien sûr que non".
Lorsqu’Uranus a été découverte en 1781, la taille de son orbite s’inscrivait parfaitement dans le modèle décrit ci-dessus. Cela semblait être une loi de la nature, connue plus tard sous le nom de La loi de Bode ou la loi de Titius-Bode, cependant, l’écart notoire entre Mars et Jupiter persistait.
Elert Bode
Un astronome hongrois nommé Baron Franz von Zach est également devenu convaincu que la loi de Bode fonctionne, ce qui signifie que Il existe une planète inconnue entre Mars et Jupiter.
Il a passé plusieurs années à chercher, mais n'a jamais rien trouvé. En 1800, il organise un groupe de plusieurs astronomes qui mènent systématiquement des recherches. L'un d'eux était le prêtre catholique italien Giuseppe Piazzi, qui découvrit en 1801 un objet dont l'orbite exactement la même taille.
Cependant, l'objet nommé Cérès, s'est avérée trop petite pour être appelée une planète. En fait, Cérès a été considérée comme un astéroïde pendant de nombreuses années car elle était la plus grosse de la ceinture principale d’astéroïdes.
Aujourd’hui, Cérès est classée parmi les planètes naines, tout comme Pluton. Il convient d'ajouter que la loi de Bode a cessé de fonctionner lorsque Neptune a été découverte parce que la taille de son orbite ne correspondait pas au modèle accepté.
Galaxie : planètes inconnues
8. Théia
Theia est le nom donné à une hypothétique planète de la taille de Mars qui est probablement entrée en collision avec la Terre il y a environ 4,4 milliards d'années, entraînant peut-être la formation de la Lune. On pense que le nom de la planète a été donné par le géochimiste anglais Alex Halliday. C'était le nom du titan mythologique grec qui a donné vie à la déesse lunaire Séléné.
Il convient de noter que l’origine et la formation de la Lune sont encore inconnues. fait l’objet d’un débat scientifique actif. Bien que l’histoire ci-dessus soit la version principale (Hypothèse de l’impact géant), elle n’est pas la seule.
Peut-être que la lune était d'une manière ou d'une autre "capturé" par le champ gravitationnel terrestre. Ou peut-être que la Terre et la Lune se sont formées par paires à peu près au même moment. Il est important d’ajouter que la Terre, au tout début de sa formation, a probablement souffert de collisions avec de nombreux grands corps célestes.
7. Vulcain
Uranus n'était pas la seule planète dont le mouvement observé ne correspondait pas aux prédictions. Une autre planète avait un tel problème... Mercure.
Cette divergence a été découverte pour la première fois par le mathématicien Urban Le Verrier, qui a découvert que le point le plus bas de l'orbite elliptique de Mercure (périhélie) se déplaçait autour du Soleil plus rapidement que ne le montraient ses calculs.
L’écart était mineur, mais des observations supplémentaires ont montré que le mathématicien avait raison. Il a suggéré que les écarts sont causés par le champ gravitationnel d'une planète non découverte en orbite sur l'orbite de Mercure, qu'il nomma Vulcain.
Urbain Le Verrier
Cela a été suivi de nombreuses « observations » de Vulcain. Certaines observations se sont avérées être de simples taches solaires, mais d’autres, faites par des astronomes respectés, semblaient plausibles.
Lorsque Le Verrier mourut en 1877, il croyait que L'existence de Vulcain confirmée. Cependant, en 1915, la théorie de la relativité générale d'Einstein a été publiée et il s'est avéré que le mouvement de Mercure avait été prédit correctement.
Le volcan a disparu, mais les gens ont continué à chercher des objets en orbite autour du Soleil à l’intérieur de l’orbite de Mercure. Bien sûr, il n’y a rien de « semblable à une planète », mais les objets de la taille d’un astéroïde qui y ont été appelés « vivants » pourraient bien « vivre » volcanoïdes. »
6. Phaéton
L'astronome et médecin allemand Heinrich Olbers a découvert le deuxième astéroïde connu, nommé Pallas, en 1802. Il a suggéré que les deux astéroïdes trouvés pourraient être des fragments d'une ancienne planète, qui a été détruit sous l'influence de certaines forces internes ou lors d'une collision avec une comète.
Il était sous-entendu qu'il y avait d'autres objets que Cérès et Pallas, et en effet, deux autres furent bientôt découverts : Junon en 1804 et Vesta en 1807.
La planète qui était censée s'être divisée pour former la principale ceinture d'astéroïdes est devenue connue sous le nom de Phaéton, nommé d'après le personnage de la mythologie grecque qui conduisait le char solaire.
Cependant, l’hypothèse Phaeton s’est heurtée à des problèmes. Par exemple, la somme des masses de tous les astéroïdes de la ceinture principale est bien inférieure à la masse de la planète. De plus, il existe de nombreuses différences entre les astéroïdes. Comment pourraient-ils provenir du même « parent » ?
Aujourd'hui, la plupart des planétologues pensent que les astéroïdes se forment en raison du collage progressif de petits fragments.
L'inconnu dans l'espace
5. Planète V
Il s’agit d’une autre planète hypothétique entre Mars et Jupiter, mais les raisons pour lesquelles on pense qu’elle a existé sont complètement différentes de celles ci-dessus.
L'histoire commence avec la mission Apollo sur la Lune. Les astronautes d'Apollo ont amené sur Terre de nombreuses roches lunaires, dont certaines ont été formées par la fonte de roches au cours de la période où quelque chose comme un astéroïde est entré en collision avec la Lune et génère suffisamment de chaleur pour faire fondre la pierre.
Les scientifiques ont utilisé la datation radiométrique pour révéler quand ces roches ont refroidi. Ils ont conclu que la période la plus froide se situe approximativement Il y a 3,8 à 4 milliards d'années.
Il semble que de nombreuses comètes et astéroïdes soient entrés en collision avec la Lune au cours de cette période. Cette période est connue sous le nom de « Late Heavy Bombardment » (LTB). "Tard" parce que c'est arrivé après la plupart des autres.
Auparavant, les collisions dans le système solaire se produisaient avec une régularité enviable, mais le temps a désormais passé. A cet égard, la question se pose : qu’est-il arrivé au nombre temporairement accru d’astéroïdes frappant la Lune ?
Il y a environ 10 ans, John Chambers et Jack J. Lissauer ont suggéré que la cause pourrait être une planète perdue depuis longtemps qu'ils ont appelée " Planète V".
Selon leur théorie, la planète V se trouvait entre l'orbite de Mars et la ceinture d'astéroïdes principale avant que la gravité des planètes intérieures ne force la planète V à entrer dans la ceinture d'astéroïdes, où elle a dévié la trajectoire de beaucoup d'entre elles, conduisant finalement à leur collision avec Lune.
On suppose également que La planète V est entrée en collision avec le Soleil. Cette hypothèse a été critiquée car tout le monde n’est pas d’accord sur le fait qu’un PTB s’est produit, mais même si c’était le cas, il doit y avoir d’autres explications possibles autres que la présence de la Planète V.
4. Cinquième géante gazeuse
Une autre explication du PTB est le modèle dit de Nice, du nom de la ville française où il a été développé pour la première fois. Selon ce modèle, Saturne, Uranus et Neptune sont géantes gazeuses extérieures– est né de petites orbites entourées d’un nuage d’objets de la taille d’un astéroïde.
Au fil du temps, certains de ces objets plus petits sont passés à proximité de géantes gazeuses. Des rencontres si proches contribué à l'expansion orbites des géantes gazeuses, bien qu'à un rythme très lent.
L'orbite de Jupiter est en fait devenue plus petite. À un moment donné, les orbites de Jupiter et de Saturne sont entrées en résonance, à la suite de quoi Jupiter a commencé à tourner deux fois autour du Soleil, tandis que Saturne n'avait le temps qu'une seule fois. Cela a provoqué le chaos.
Selon les normes du système solaire, tout s’est passé très rapidement. Les orbites presque circulaires de Jupiter et de Saturne se sont resserrées, et Saturne, Uranus et Neptune sont entrés en collision à plusieurs reprises. Le nuage de petits objets était également agité.
En tout cela a conduit au PTB. Après tout, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune ont « acquis » les orbites qu'ils ont encore aujourd'hui.
Ce modèle peut également être utilisé pour décrire d’autres caractéristiques du système solaire, comme les astéroïdes troyens de Jupiter, cependant, le modèle original n’explique pas tout. Il faut le modifier.
Selon cette théorie, Théia s'est formée il y a 4,6 milliards d'années, comme les autres planètes du système solaire, et était de taille similaire à celle de Mars.
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Sur la même orbite que la Terre. Selon la théorie de l’impact géant, la collision avec la Terre aurait conduit à la formation de la Lune. Il a probablement existé pendant des centaines de millions d'années depuis la formation du système solaire (~ 4,6 Gigalets) jusqu'au moment de la collision avec la Terre (~ 4,5 Gigalets).
L'objet s'est formé au point de Lagrange (L4 ou L5) dans le système à deux corps Terre-Soleil. La masse de Theia était approximativement la même que celle de (1/10 de la Terre). La planète porte le nom du titan Theia - la mère de Séléné (déesse).
Selon certaines données planétésimales, Théia a probablement existé il y a 30 à 50 millions d'années depuis la formation du système solaire et est entrée en collision avec la proto-Terre il y a 4,53 gigalets (milliards d'années). Selon les résultats d'une analyse comparative de la répartition des isotopes du rubidium et du strontium sur la Lune et la Terre réalisée en 2008, la collision s'est produite à 4,48 ± 0,02 ? Gigalet. Ce dernier nombre est en bon accord avec la date de 4,46 ± 0,04 Gigalet, obtenue auparavant sur la base de la perte de plomb et de la formation de la croûte lunaire. Ainsi, Theia pourrait exister pendant 70 à 110 mégaannées (millions d’années).
La proto-Terre, au moment de la collision, avait déjà une masse quasi moderne. La vitesse initiale de la collision était insignifiante, au sens astronomique – 4 km/s. L'angle d'incidence de Theia était aigu, d'environ 45°. Le noyau de fer de Theia s'est enfoncé vers le noyau terrestre, tandis que la majeure partie du manteau de Theia et une partie importante du manteau terrestre ont été éjectés dans l'espace, où ils ont formé un disque d'accrétion. À partir du disque d’accrétion, en très peu de temps (en un siècle, voire un mois), s’est formé le satellite de la planète, la Lune.
La convergence et la collision de Théia et de la Terre, et la formation de la Lune.
Des simulations informatiques montrent que des corps ou accumulations importants de débris pourraient exister aux points de Lagrange troyens du système Terre-Lune pendant de longues périodes, jusqu'à 100 mégalithes.
À la suite de la collision, la Terre a reçu un moment cinétique important ; la journée a duré environ cinq heures. Par la suite, en raison du retrait de la Lune, la rotation de la Terre a ralenti jusqu'à vingt-quatre heures par jour.
Selon les conceptions modernes, la répartition isotopique des planètes dépend largement de la distance au Soleil. La Lune et la Terre, ayant une répartition similaire des isotopes, ne pouvaient pas se former sur des orbites différentes, mais le fait qu'il n'y ait pas d'éléments lourds sur Spoutnik était difficile à expliquer par la formation simultanée des deux corps sur la même orbite.
L’hypothèse du « grand impact » ou du « grand splash » a été proposée pour la première fois en 1975 par un groupe d’astrophysiciens américains Al Cameron, William Ward et William Hartmann. Ainsi, il était relativement facile de justifier l’absence quasi totale d’éléments lourds, comme le fer, sur le satellite. Cependant, l’objet résultant doit avoir une composition significativement différente, et la Lune nouvellement formée aurait eu une composition isotopique différente, par exemple les isotopes de l’oxygène.
Le lieu d’origine de Théia est longtemps resté un point faible de la théorie. Dans le système solaire nouvellement formé, il n'y avait aucun endroit où un objet aussi important que Theia avec une composition isotopique similaire à celle de la Terre pourrait se former. Après tout, pour accumuler une telle masse, il fallait une certaine période d'existence sur une orbite stable. En 2004, sur la base d'une modélisation informatique, deux chercheurs de l'Université de Princeton, Richard Gott et Edward Balbruno, ont montré qu'à l'un des points de Trojan Lagrange, situés à 60° de la Terre, un planétoïde pourrait se former et aurait suffisamment de temps pour se développer en un plan martien. masse.
Après environ cent millions d'années, l'objet a été secoué par le géant et s'est progressivement rapproché et est entré en collision avec la Terre à faible vitesse. Puisque la Terre et Theia se sont formées sur la même orbite, leur composition isotopique est similaire.
Le 25 février 2011, la découverte de deux planètes sur la même orbite dans le système planétaire KOI-730 a été annoncée. Les deux planètes se trouvent à des points troyens l'une par rapport à l'autre.
L'existence de tels objets est une confirmation supplémentaire de la plausibilité de l'existence de Theia. Selon les calculs orbitaux, les deux planètes auront des orbites stables pendant au moins les 2,2 millions d’années à venir.
La collision de la Terre avec l'hypothétique planète Theia a probablement formé la Lune d'une manière complètement différente de ce que l'on pensait auparavant : le puissant impact a évaporé la plupart des roches solides de notre planète, la gonflant fortement en taille, et ce, à partir des couches externes de de cette vapeur qu'est née notre satellite naturel.
Des scientifiques américains ont développé une nouvelle méthode pour déterminer la concentration des isotopes du potassium et, sur cette base, ont créé une théorie exotique de la formation de la Lune, qui n'avait jamais été envisagée auparavant par la communauté scientifique. L'article correspondant a été publié dans la revue Nature.
Depuis les années 1970, il est généralement admis que la Lune s’est formée lorsqu’une hypothétique planète de la taille de Mars (Theia) a heurté la proto-Terre il y a 4,5 milliards d’années. Cependant, au cours des 15 dernières années, un certain nombre de données sont en contradiction avec cette idée. Presque tous les modèles d’un tel impact montrent que la Lune doit être formée à au moins 60 % de Theia. Mais une analyse de la composition du sol lunaire - à la fois soviétique et américain - a indiqué qu'il existe le même rapport d'isotopes de l'oxygène que sur Terre. On sait également que la composition chimique des planètes formées dans différentes régions du système solaire devrait différer. Les rovers américains enregistrent que la composition isotopique de Mars est complètement différente de celle de la Terre.
Le modèle généralement accepté de la formation de la Lune.
Pour expliquer cette contradiction, un nouveau modèle a été proposé en 2015, selon lequel la collision des corps était « frontale » et si puissante que la majeure partie des deux planètes s'évaporait à cause de la chaleur. Les roches sont devenues du gaz, mais sa température était si élevée qu'au lieu d'une atmosphère de silicate, une couverture continue de fluide supercritique silicaté est apparue au-dessus du noyau de la planète. C'est le nom donné à l'état d'une substance lorsque la température et la pression y sont supérieures au point critique. De ce fait, il possède simultanément les propriétés d’un gaz et d’un liquide. Par exemple, un fluide supercritique pénètre facilement les obstacles comme un gaz, mais dissout également les solides comme un liquide.
Dans un tel environnement, la matière de Théia et de la proto-Terre pourrait rapidement se mélanger et devenir chimiquement homogène en peu de temps. L’hypothèse présentait deux défauts principaux. Premièrement, si tel était le cas, à première vue, il était impossible de le réfuter ou de le prouver de manière convaincante. Après tout, la composition de la Terre et de la Lune serait alors la même. Deuxièmement, le scénario s'est avéré trop exotique. Cela a nécessité l'évaporation de la majeure partie de notre planète après l'impact et son augmentation de volume de 500 fois. Le diamètre de la planète pourrait alors atteindre 100 000 kilomètres (presque comme Saturne). C'est environ huit fois plus grand qu'aujourd'hui et ressemble plus à une planète géante gazeuse que la Terre que nous connaissons.
Cependant, des scientifiques américains, après avoir créé une méthode d'analyse plus précise des isotopes du potassium, ont découvert que les roches lunaires contiennent un peu plus de potassium-41 que les roches terrestres (de 4 dix millièmes). Le seul scénario qui puisse expliquer correctement une telle différence est le taux différent de condensation du potassium-41 à partir du nuage de vapeur chaude. Les couches externes de la proto-Terre, gonflées après l'impact, se seraient trouvées à des dizaines de milliers de kilomètres de son centre et auraient commencé à se refroidir plus tôt. En refroidissant, du potassium 41 plus lourd s'est déposé plus intensément dans les couches externes que dans les couches internes. Étant donné que les couches externes sont devenues plus tard la Lune et que les couches internes sont devenues la Terre actuelle, le satellite s'est naturellement retrouvé avec un peu plus de potassium 41 que sur notre planète.
Si ce processus se déroulait sous vide, cela donnerait une grande différence dans la concentration de potassium-41. Comme les différences sont encore assez faibles, les calculs montrent que la condensation du potassium 41 dans la substance de la future Lune s'est produite à une pression de 10 atmosphères. Il s'agit d'une valeur assez élevée, ce qui indique que l'hypothèse de l'évaporation de la proto-Terre après la collision avec Theia est très probablement correcte. Même si cela peut être difficile à imaginer aujourd'hui, dans la zone où s'est formée la future Lune, il existait un fluide supercritique issu des roches solides évaporées de notre planète. Au fil du temps, elle s’est progressivement cristallisée dans les roches de la Lune moderne. Et le reste de la matière « excédentaire » s’est réinstallée sur notre planète, formant ses couches externes.
Les astronomes espèrent que les sondes spatiales les aideront à retrouver la trace de Theia.
La marche spontanée de Théia n’est sans aucun doute qu’une version des processus en cours de formation du système solaire. Or, c’est précisément ce qui explique le mieux tous les phénomènes de l’espace proche. Par exemple, seule une collision avec un corps céleste massif pourrait forcer la Lune à cesser définitivement de tourner autour de son propre axe ou à se former à partir des débris de la catastrophe. "Ce sont toutes des hypothèses hypothétiques", déclare l'un des participants à la recherche de Teya, Mike Kaiser. - Nous ne pourrons jamais voir cela, mais de nombreux chercheurs sont convaincus qu'un incident similaire s'est produit il y a 4,5 milliards d'années. Selon les hypothèses, Theia était similaire en taille et en masse à Mars. Après sa collision avec la Terre, la planète errante s’est effondrée en de nombreux fragments, dont certains se sont collés sous l’influence de la force centrifuge pour former la Lune.
Pour la première fois, un scénario similaire pour l'origine de la Lune a été proposé au début des années 80 par le mathématicien Edward Belbruno et l'astrophysicien Richard Gott, connu pour sa théorie du voyage dans le temps. Ensuite, cette idée a été reprise par de nombreux scientifiques - elle expliquait parfaitement les caractéristiques structurelles de la Lune : un petit noyau massif et une densité rocheuse différenciée. Il ne reste plus qu'à déterminer : quel objet était le coupable du cataclysme : une planète, un astéroïde ou une météorite ? Les scientifiques espèrent que la double sonde spatiale STEREO, lancée par la NASA en 2006, les aidera à détecter les traces du mouvement de Théia dans tout le système solaire et enfin à établir la formation de la Lune. Les observations à l'aide de télescopes ne révèlent aucun signe de la planète insaisissable, mais STEREO est dirigé vers les points de Lagrange de l'orbite terrestre où les champs gravitationnels de la Terre et du Soleil se croisent. Cet aspect permettra au télescope de la sonde d’observer le système solaire sans distorsion.
STEREO atteindra successivement les deux points Lagrange les plus proches en septembre et octobre 2009. Ses télescopes étudieront l'activité solaire, ainsi que les champs gravitationnels du soleil et des planètes. C'est grâce au sillage gravitationnel que les astronomes s'attendent à suivre Théia : un corps céleste aussi massif ne pourrait pas se déplacer librement à travers le système sans laisser derrière lui des distorsions. "Le modèle informatique montre que des fragments de Theia pourraient s'accumuler aux 4e et 5e points de Lagrange, où l'équilibre des forces externes leur a permis de se combiner en un tout", explique Kaiser. - De plus, la planète errante pourrait affecter les champs gravitationnels d'autres corps naissants, par exemple Vénus. Cela peut également être vérifié grâce à des études de l’espace proche avec la sonde STEREO.
