Comment se développent les protoplanètes ?

Publié le 19 janvier, 2024

Qu’est-ce qu’une protoplanète?

La plus grande chose que j’ai jamais craint lorsque je conduisais une auto-tamponneuse était d’avoir une collision frontale avec une autre. C’est parce que cela me donnait une secousse assez sérieuse, parfois même me faisait tomber un peu du siège ! Au lieu de cela, j’aimais faire des glissades latérales sur les gens, surtout par derrière quand ils ne savaient pas mieux ! De cette façon, c’était toujours amusant mais pas aussi choquant.

Si des planétésimaux, des objets qui se combinent pour former des protoplanètes, devaient entrer en collision frontale dans la première nébuleuse solaire, ils se briseraient au point de ne plus pouvoir croître en une plus grande taille, une protoplanète. Une protoplanète est un objet massif qui deviendra éventuellement une planète. Au lieu de cela, ces planétésimaux se sont déplacés dans la même direction dans le plan de la nébuleuse solaire et se sont en quelque sorte glissés latéralement à des vitesses inférieures. De telles collisions légèrement plus douces combineraient alors, au lieu de les séparer, les planétésimaux en protoplanètes.

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Comment les protoplanètes se sont-elles développées?

Initialement, les protoplanètes avaient à peu près la taille et la masse de notre lune et n’étaient pas assez grandes pour avoir un champ gravitationnel suffisamment puissant pour capturer beaucoup, voire pas du tout, de gaz. Au lieu de cela, ils se sont développés en capturant des matériaux solides, comme des métaux et des roches. Au début, toute cette matière coalescente restait sous forme solide, même si elle était proche du protosole, une étape précoce dans la formation de notre soleil.

Cependant, à mesure que les protoplanètes grandissaient, elles étaient chauffées de deux manières différentes: la désintégration radioactive et la chaleur de formation. La chaleur de formation fait référence à la chaleur générée par l’absorption de matière lors de la formation d’une planète. La chaleur de formation, ainsi que la chaleur générée par la désintégration radioactive d’éléments comme l’uranium, dans la planète en formation auraient initialement fait fondre la planète et auraient permis à ce que l’on appelle la différenciation de se produire. La différenciation fait référence à la décantation et à la séparation des matériaux en fonction de leur densité.


Fondamentalement, étant donné que les planètes telluriques ont commencé leur vie sous la forme de sphères rocheuses au moins partiellement en fusion, la matière contenue dans cette sphère en fusion pouvait se déplacer librement, comme dans l’eau. Cela signifie que les matières plus denses, comme le fer et le nickel, couleraient au centre de la planète, tandis que les minéraux de silicium plus légers (moins denses) flotteraient vers le haut et formeraient la croûte. Cela aide à expliquer pourquoi les planètes rocheuses ont des noyaux de fer denses.

Vous pouvez même démontrer ce processus par vous-même en remplissant un verre d’eau et en y saupoudrant un peu de terre. Certaines particules de saleté, les plus denses, couleront au fond, tandis que les plus légères se déposeront au sommet.

Quoi qu’il en soit, les matériaux qui composent les planètes telluriques étaient assez rares dans la nébuleuse solaire, et ces planètes ont donc fini par avoir une masse relativement faible et une capacité d’attraction gravitationnelle relativement faible. Cela signifiait que les gaz, comme l’hydrogène et l’hélium, présents dans la nébuleuse solaire ne pouvaient pas être capturés pour former l’atmosphère de ces planètes. En conséquence, les atmosphères des planètes telluriques se sont développées par dégazage , libération de gaz emprisonnés à l’intérieur d’une planète, à la suite d’événements tels que des événements volcaniques.


Quant aux géantes gazeuses, les planètes joviennes (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune), ces planètes extérieures se sont également formées par accrétion de planétésimaux en protoplanètes. Cependant, il existe une grande différence entre la formation de ces planètes et celle des planètes terrestres. Étant donné que les températures extérieures de la nébuleuse solaire étaient plus basses, différents types de glace pouvaient survivre ici en plus des matériaux rocheux. Les éléments qui constituaient cette glace étaient beaucoup plus abondants que ceux qui constituaient les planètes telluriques.

Par extension, cela signifie que dans la nébuleuse solaire externe, des objets solides beaucoup plus gros pourraient se former. Ces objets, constitués d’un mélange de glaces et de matière rocheuse, seraient devenus un noyau, une sorte de graine, autour duquel pourrait se former le reste de la planète géante.

Étant donné que les noyaux des planètes extérieures étaient si massifs, ils possédaient de grands champs gravitationnels et pouvaient utiliser l’effondrement gravitationnel, un processus par lequel un corps céleste en croissance capture le gaz de la nébuleuse solaire par gravité, afin de capturer les atomes d’hydrogène et d’hélium. Ce gaz tourbillonnerait autour des planètes joviennes en formation, et de plus en plus serait aspiré autour de la planète de plus en plus massive. Pour une raison étrange, j’imagine le noyau (la graine) d’une planète jovienne comme un bâton de barbe à papa autour duquel de plus en plus de barbe à papa peuvent tournoyer et s’y coller à mesure qu’elle devient de plus en plus grande.

Mais ce n’est qu’une théorie sur la façon dont les planètes joviennes se sont formées, et une autre leçon entre dans les détails d’une autre théorie proposée sur leur formation. Consultez la leçon sur le problème jovien pour en savoir plus.


Une protoplanète est un objet massif qui deviendra éventuellement une planète. Les protoplanètes se sont développées autour de notre protosole, une étape précoce de la formation de notre soleil, en capturant de la matière solide. Au fur et à mesure qu’ils grossissaient, ils étaient chauffés de deux manières.

Une méthode est connue sous le nom de chaleur de formation. La chaleur de formation fait référence à la chaleur générée par l’absorption de matière lors de la formation d’une planète. La chaleur de formation, combinée à la désintégration radioactive des éléments de la planète, a entraîné une différenciation. La différenciation fait référence à la décantation et à la séparation des matériaux en fonction de leur densité.

Les planètes telluriques ont formé leurs couches grâce à ce processus et leur atmosphère grâce au dégazage, la libération de gaz emprisonnés à l’intérieur d’une planète, à travers des événements tels que des événements volcaniques.

Cependant, les planètes joviennes se sont formées un peu différemment. Elles se sont d’abord formées par accrétion de planétésimaux en protoplanètes, tout comme les planètes telluriques. Cependant, leurs noyaux sont devenus très gros en raison de l’abondance de toute la glace dans les confins extérieurs de la nébuleuse solaire la plus froide. Cela leur a permis d’attirer gravitationnellement l’hydrogène et l’hélium gazeux pour former leurs atmosphères épaisses. C’est ce qu’on appelle l’effondrement gravitationnel, un processus par lequel un corps céleste en croissance capte le gaz de la nébuleuse solaire par gravité.


Suite à cette leçon, vous serez capable de :

  • Définir la protoplanète
  • Décrire les deux façons dont les protoplanètes étaient chauffées et comment elles se développaient
  • Expliquer comment se sont formées les planètes tellurique et jovienne


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