Mots clés : système solaire, formation des planètes, cratère d'impact, planétésimaux, météorite, bombardement tardif, formation de la Lune, migration, résonance, cataclysme, impact météorique, ceinture d'astéroïdes

Le grand bombardement tardif et la formation du système solaire

Alessandro Morbidelli

Observatoire de la Côte d'Azur, Nice

Florence Kalfoun

ENS Lyon / DGESCO

06/01/2006

Résumé

Présentation du modèle du grand bombardement tardif et d'un second modèle expliquant les propriétés des astéroïdes et l'origine de l'eau sur Terre.


La conférence

Enregistrement sonore, diapositives et questions relatives à la conférence Le grand bombardement tardif et la formation du système solaire présentée par Alessandro Morbidelli, le 23 novembre 2005, dans le cadre des conférences du département des sciences de la vie et de la Terre de l'ENS Lyon.

Alessandro Morbidelli expose un modèle qui explique l'origine du grand bombardement tardif (LHB, Late Heavy Bombardment ). Ce modèle se trouve être cohérent avec beaucoup de données telles que les orbites actuelles des planètes, les cratères sur la Lune, les propriétés des astéroïdes Troyens...), il conduit également à revisiter les différentes étapes de la formation du système solaire. Un second modèle, expliquant la formation des planètes telluriques et l'évolution primitive de la ceinture d'astéroïde est également présenté. Il permet entre autres, d'expliquer l'origine de l'eau sur Terre ainsi que les propriétés principales des astéroïdes.

Plan détaillé

Les nombres entre parenthèses se réfèrent au temps écoulé depuis le début de l'enregistrement sonore de la conférence.

Introduction

  1. L'histoire des impacts sur la Lune : 2 écoles (2min16s)

    • Une décroissance monotone des impacts? (2min38s)
    • Un cataclysme vers 3,9 Ga ? (3min51s)
    • Arguments en faveur d'un cataclysme (4min30s)
    • Résumé (9min45s)
  2. Le grand bombardement tardif : conséquence d'une migration des planètes géantes? (11min50s)

    • Premier modèle (animation 1) (12min10s)
    • Deuxième modèle (animation 2) (14min34s)
    • Les points forts du modèle (20min23s)

      • Reproduction des orbites actuelles (20min27s)
      • Déclenchement du bombardement tardif (22min19s)
    • Confirmation (taille des cratères) (26min09s)
    • Les Troyens et la traversée de la résonance 2:1 (27min00s)
    • Conclusion (29min55s)
  3. La formation des planètes telluriques et la ceinture des astéroïdes (31min53s)

    • Le modèle (animation 3) (32min14s)
    • Résultats sur l'excentricité des orbites (36min37s)
    • Résultats sur les temps de formation (37min50s)
    • Origine de la matière des planètes (39min23s)
    • Problème de l'origine de l'eau et du late veneer (40min26s)
    • Problème de la formation de la Lune (animation 4) (49min55s)
    • La ceinture des astéroïdes (53min09s)

Conclusion (59min13s)

Diapositives, enregistrements sonores et animations

Écouter la conférence Le grand bombardement tardif et la formation du système solaire.

Durée ~ 1h.

Réponse à une question sur le choix des conditions initiales des modèles avec des orbites circulaires pour les planètes géantes.

Réponse à une question sur la modélisation du système Terre-Lune et la formation de la Lune (voir animation 4, ci-dessous).

Les animations sont normalement accessibles à partir du montage synchronisé des diapositives et de l'enregistrement sonore, mais vous pouvez les visualiser directement ci-dessous. Vous pouvez écouter les commentaires relatifs à ces simulations en lançant l'enregistrement sonore de la conférence (ci-dessus) et en déplaçant le curseur jusqu'au repère temporel indiqué dnas le plan ou sous chaque animation.

Dans la conférence : 13min37s à 14min13s.

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Modélisation de la migration des planètes géantes (points rouges) jusqu'à 800 millions d'années et de ses conséquences sur les planétésimaux (points verts) situés à proximité des planètes. L'axe vertical "e" est l'excentricité des orbites, l'axe horizontal "a" est le demi-grand axe des orbites (en UA, unités astronomiques).

Dans la conférence : 17min06s à 18min42s.

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Modélisation de la migration des planètes géantes (points rouges) jusqu'à 800 millions d'années et de ses conséquences sur les planétésimaux (points verts) situés à plus de 15 UA du Soleil. L'axe vertical "e" est l'excentricité des orbites, l'axe horizontal "a" est le demi-grand axe des orbites (en UA, unités astronomiques).

Dans la conférence : 34min55s à 36min06s.

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Modélisation de la formation des planètes telluriques et de l'évolution de la ceinture des astéroïdes. Les embryons planétaires sont représentés par des points rouges, les astéroïdes et les planétésimaux sont indiqués par des couleurs différentes en fonction de leur position initiale par rapport au Soleil. La courbe en pointillés indique les limites actuelles de la ceinture des astéroïdes. L'axe vertical "e" est l'excentricité des orbites, l'axe horizontal "a" est le demi-grand axe des orbites (en UA, unités astronomiques). Les orbites des planètes géantes sont supposées circulaires.

Dans la conférence : 48min28s à 50min17s.

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Modélisation de la formation de la Lune par un impact tangent à la Terre. Attention dans ce modèle de Canup et Asphaugh, la Terre ne tourne pas et cela force donc l'impacteur à être tangent à la Terre.

Version synchronisée téléchargeable (.zip, format CD)

  • Le CD complet (pour PC) de la première conférence accompagnée de ses diapositives est disponible au téléchargement (96 Mio). Une fois le fichier décompressé, il vous suffira d'ouvrir la page index.html.
  • Le logiciel RealPlayer est nécessaire pour visualiser cette synchronisation.

Enregistrement/Synchronisation diapositives-film/Confection du CD : Florence Kalfoun

Assistance technique : Sébastien Pilloz

Copyright : ENS Lyon 2005

Mots clés : système solaire, formation des planètes, cratère d'impact, planétésimaux, météorite, bombardement tardif, formation de la Lune, migration, résonance, cataclysme, impact météorique, ceinture d'astéroïdes