L’objet le plus éloigné jamais visité par un vaisseau spatial, Arrokoth, un corps vieux de 4 milliards d’années situé dans la ceinture de Kuiper, a fourni de nouvelles informations sur la formation initiale de notre système solaire. Les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques avancées pour confirmer comment cet objet unique en forme de bonhomme de neige est né et ce que cela signifie pour comprendre comment les planètes elles-mêmes ont été construites.
La ceinture de Kuiper : une capsule temporelle du système solaire
Arrokoth réside dans la ceinture de Kuiper, une vaste région au-delà de Neptune remplie de restes glacés datant de la naissance du système solaire. Cette zone n’est pas seulement un ensemble de débris spatiaux ; c’est un trésor de planétésimaux – les éléments constitutifs mêmes des planètes. Ce qui rend Arrokoth particulièrement intrigant, c’est sa structure à deux lobes. Environ 10 à 25 % des objets de la ceinture de Kuiper partagent cette forme de « bonhomme de neige » ou de « cacahuète », ce qui soulève la question de savoir comment ils se sont formés.
Effondrement gravitationnel : la clé de la formation ?
Auparavant, les scientifiques avaient proposé que la formation douce d’Arrokoth, indiquée par sa forme et l’absence de cratères, résultait d’un effondrement gravitationnel. L’idée est que les nuages de cailloux du premier système solaire se sont regroupés sous leur propre gravité. Mais le mécanisme exact restait jusqu’à présent flou. Les dernières simulations fournissent des preuves solides que ce processus peut créer des objets à double lobe comme Arrokoth.
“C’est tellement excitant parce que nous pouvons réellement voir cela pour la première fois”, a expliqué Jackson Barnes de la Michigan State University, chercheur principal. “Cela confirme l’ensemble du processus du début à la fin.”
Comment fonctionnent les simulations : cailloux et gravité
L’équipe de recherche a effectué 54 simulations informatiques utilisant 105 particules, chacune d’un rayon d’environ 2 kilomètres, représentant un nuage de galets simplifié. Ces simulations ont montré que de petits planétésimaux pouvaient orbiter autour les uns des autres et éventuellement fusionner à faible vitesse (environ 5 mètres par seconde), formant des « binaires de contact » – deux lobes fusionnés. Certains de ces objets simulés présentent une ressemblance frappante avec Arrokoth.
Ce qui distingue cette étude est l’inclusion de la physique des particules, simulant la manière dont les matériaux interagissent au contact. Les modèles antérieurs, qui manquaient de ces détails, suggéraient que toutes les collisions aboutiraient à des objets uniques et sphériques. Cette nouvelle approche soutient la théorie selon laquelle les planétésimaux, y compris Arrokoth, se sont formés par un léger effondrement gravitationnel, plutôt que par des impacts violents.
Implications et recherches futures
Alan Stern, chercheur principal de la mission New Horizons de la NASA, a salué l’étude comme s’alignant sur des travaux antérieurs et renforçant l’idée selon laquelle la formation d’Arrokoth était un processus fluide et non destructif. Cependant, d’autres astronomes notent des écarts entre les résultats de simulation (seulement 4 % des objets se formant sous forme de binaires de contact) et les fréquences observées dans la ceinture de Kuiper. Alan Fitzsimmons suggère que Mère Nature pourrait avoir d’autres mécanismes en jeu, ou que des simulations encore plus complexes pourraient combler le fossé entre la théorie et l’observation.
La formation d’Arrokoth, bien qu’apparemment simple, fournit des preuves cruciales sur les conditions qui régnaient au début du système solaire. Comprendre ces processus est essentiel pour comprendre comment les planètes, y compris la Terre, ont vu le jour.
