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Comment apparaissent les planètes ?

La question de savoir comment s'était formé le système solaire n'a jamais à ce jour reçu de réponse. Celui-ci comme l'on sait est constitué d'un certain nombre de planètes et planétoïdes orbitant autour d'un astre central, le soleil.

Au-delà de son intérêt en soi la question prend aujourd'hui une grande actualité. Les observations cosmologiques actuelles montrent que l'univers observable comporte un nombre considérable de tels systèmes, comportant un nombre de planètes encore plus considérable. Si toutes celles-ci ne sont pas favorables à l'apparition de la vie telle que nous la connaissons, il est raisonnable de penser qu'un certain nombre d'entre elles pourraient comporter de la vie.

L'article référencé ci-dessous confirme que ce que l'on nomme la conjecture de Laplace proposée par le mathématicien français Laplace en 1796, peu après la révolution de 1789, fournirait une bonne explication.

Selon cette hypothèse, un nuage de gaz interstellaire, tel que ceux apparus dans les premiers âges de l'univers, pourrait évoluer sous l'influence de sa propre gravité pour former des cercles de matière proto-stellaire isolés les uns des autres. Au sein de ces cercles des régions plus denses évoluerait pour former des proto-planètes, puis des planètes. Une région plus dense que les autres constituerait l'astre central.

Les scientifiques auteurs de cet article n'avaient pas pu jusqu'à présent observer de tels phénomènes. Cependant pour la première fois un tel nuage a pu l'être dans la constellation du Taurus.

Pour comprendre ce phénomène, ils ont utilisé des équations dites Euler-Poisson. L'explication demeure du domaine de la conjecture mathématique et n'a pas pu être vérifiée expérimentalement. Néanmoins elle offre des pistes intéressantes pour mieux comprendre l'existence du système solaire  et des systèmes analogues. 

Référence

On the evolution of a primordial interstellar gas cloud 

ABSTRACT

In 1796, Laplace conjectured that a primitive interstellar gas cloud may evolve under the influence of its own gravity to form a system of isolated rings, which may in turn lead to the formation of planetary systems. In fact, such a system of rings around a protostar has been observed recently in the constellation Taurus. In this paper, we use the time dependent Euler–Poisson equations to find out under what conditions such a pattern formation can take place. To this end, we consider these equations assuming that the gas is composed of incompressible stratified fluid. Under these assumptions, the original six governing equations are then reduced to three. These equations are then solved analytically (approximately), and these solutions are used to determine the evolution of the mass density distribution within the interstellar gas cloud. We show that under proper conditions, mass density waves can emerge within the cloud.

Journal of Mathematical Physics 61, 093504 (2020); https://doi.org/10.1063/1.5144917

23/09/2020

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