Et si notre système solaire avait une autre génération de planètes qui se sont formées avant ou à côté des planètes que nous avons aujourd'hui? Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications le 17 avril 2018 présente des preuves qui disent que c'est ce qui s'est passé. Les planètes de la première génération, ou planète, auraient été détruites lors des collisions des premiers jours du système solaire et une grande partie des débris ont été emportés par la formation de nouveaux corps.
Ce n'est pas une nouvelle théorie, mais une nouvelle étude apporte de nouvelles preuves à l'appui.
Les preuves sont sous la forme d'une météorite qui s'est écrasée dans le désert nubien du Soudan en 2008. La météorite est connue sous le nom de 2008 TC3, ou la météorite d'Almahata Sitta. À l'intérieur de la météorite se trouvent de minuscules cristaux appelés nanodiamants qui, selon cette étude, n'auraient pu se former que dans des conditions de haute pression au sein de la croissance d'une planète. Cela contraste avec la réflexion antérieure sur ces météorites, ce qui suggère qu'elles se sont formées à la suite d'ondes de choc puissantes créées lors de collisions entre les corps parents.
«Nous démontrons que ces gros diamants ne peuvent pas être le résultat d'un choc mais plutôt d'une croissance qui s'est produite au sein d'une planète.» - co-auteur de l'étude Philippe Gillet
Les modèles de formation planétaire montrent que les planètes terrestres sont formées par l'accrétion de corps plus petits en corps de plus en plus grands. Suivez le processus assez longtemps et vous vous retrouvez avec des planètes comme la Terre. Les corps plus petits qui se rejoignent sont généralement entre la taille de la Lune et de Mars. Mais les preuves de ces corps plus petits sont difficiles à trouver.
Un type de météorite unique et rare, appelé uréilite, pourrait fournir la preuve pour sauvegarder les modèles, et c'est ce qui est tombé sur Terre dans le désert de Nubie en 2008. Les uréilites seraient les restes d'une planète perdue qui s'est formée en les 10 premiers millions d'années du système solaire, puis a été détruit dans une collision.
Les uréilites sont différentes des autres météorites pierreuses. Ils ont une composante de carbone plus élevée que les autres météorites, principalement sous la forme des nanodiamants susmentionnés. Des chercheurs de Suisse, de France et d'Allemagne ont examiné les diamants à l'intérieur du TC3 2008 et ont déterminé qu'ils se sont probablement formés dans une petite proto-planète il y a environ 4,55 milliards d'années.
Philippe Gillet, l'un des co-auteurs de l'étude, a déclaré ceci dans une interview à Associated Press: «Nous démontrons que ces gros diamants ne peuvent pas être le résultat d'un choc mais plutôt d'une croissance qui s'est produite au sein d'une planète.»
Selon les recherches présentées dans cet article, ces nanodiamants se sont formés sous des pressions de 200 000 bars (2,9 millions de psi). Cela signifie que la planète mère mystère aurait dû être aussi grande que Mercure, ou même Mars.
La clé de l'étude est la taille des nanodiamants. Les résultats de l'équipe montrent la présence de cristaux de diamant pouvant atteindre 100 micromètres. Bien que les nanodiamants aient depuis été segmentés par un processus appelé graphitisation, l'équipe est convaincue que ces cristaux plus gros sont là. Et ils ne pouvaient avoir été formés que par une croissance statique à haute pression à l'intérieur d'une planète. Une onde de choc de collision n'aurait pas pu le faire.
Mais le corps parent de la météorite uréilite dans l'étude aurait dû être sujet à des collisions, sinon où est-il? Dans le cas de cette météorite, une collision et l'onde de choc résultante ont toujours joué un rôle.
L’étude poursuit en disant qu’une collision a eu lieu quelque temps après la formation du corps parent. Et cette collision aurait produit l'onde de choc qui a provoqué la graphitisation des nanodiamants.
La preuve principale réside dans ce que l'on appelle les images de microscopie électronique à transmission à balayage à fond noir (HAADF) à angle élevé (HAADF), comme indiqué ci-dessus. L'image est deux images en une, celle de droite étant un grossissement d'une partie de l'image de gauche. Sur la gauche, des lignes jaunes en pointillés indiquent des zones de cristaux de diamant séparées des zones de graphite. À droite, un agrandissement du carré vert.
Les pistes d'inclusion sont ce qui est important ici. À droite, les pistes d'inclusion sont mises en évidence par les lignes orange. Ils indiquent clairement les lignes d'inclusion qui correspondent entre les segments de diamant adjacents. Mais les lignes d'inclusion ne sont pas présentes dans le graphite intermédiaire. Dans l'étude, les chercheurs affirment qu'il s'agit «d'une preuve morphologique indéniable que les inclusions existaient dans le diamant avant qu'elles ne soient brisées en petits morceaux par graphitisation».
Pour résumer, cela soutient l'idée qu'une petite planète entre la taille de Mercure et de Mars s'est formée au cours des 10 premiers millions d'années du système solaire. À l'intérieur de ce corps, de gros nanodiamants ont été formés par croissance à haute pression. Finalement, ce corps parent a été impliqué dans une collision, qui a produit une onde de choc. L'onde de choc a ensuite provoqué la graphitisation des nanodiamants.
C’est un élément de preuve intrigant qui correspond à ce que nous savons de la formation et de l’évolution de notre système solaire.
Sources:
- Un grand corps planétaire déduit des inclusions de diamant dans une météorite uréilite
- Étude: le diamant du ciel pourrait provenir d'une «planète perdue»
