Un scénario sans collision pour le basculement d'Uranus
Uranus est une planète très particulière du système solaire : son axe de rotation sur
elle-même est presque dans le plan de son orbite autour du Soleil, au lieu d'en être quasi
perpendiculaire, comme pour les autres planètes. Deux astronomes de l'Observatoire de
Paris proposent un mécanisme de résonance avec un satellite, aujourd'hui disparu, qui
aurait fait basculer l'axe de rotation d'Uranus, lors de la formation du système solaire.
Contrairement aux autres planètes du Système solaire, Uranus est couchée sur son orbite : son axe de rotation est
incliné de 97 degrés par rapport au pôle de son orbite. L'origine de cette forte obliquité est encore mal comprise.
Cela constitue même l'une des questions les plus intrigantes concernant le Système solaire.
Le mécanisme généralement invoqué pour résoudre ce problème, est une collision géante avec une protoplanète de
la taille de la Terre à la fin de la formation de la planète. Mais la présence des satellites réguliers (Miranda, Ariel,
Umbriel, Titania, Obéron) qui évoluent sur des orbites qui se trouvent pratiquement dans le plan équatorial d'Uranus
suggère plutôt que le basculement d'Uranus a eu lieu progressivement, et non pas à la suite d'une collision violente.
C'est sur ce constat que Gwenaël Boué et Jacques Laskar, de l'Observatoire de Paris, ont étudié la possibilité
qu'Uranus puisse basculer sans collision. Ils ont trouvé qu'un tel basculement a pu se produire pendant une phase
précoce de l'histoire du Système solaire, au moment où les planètes ont migré jusqu'à décrire les orbites que l'on
observe aujourd'hui. Le nouveau mécanisme suppose qu'Uranus a possédé un satellite massif dans le passé et que
l'orbite Uranus a connu une période de forte inclinaison.
Dans le Système solaire, les axes des planètes ainsi que les pôles des orbites ont un mouvement de précession
similaire à celui d'une toupie, ils décrivent un cône. Lorsqu'une planète est en résonance spin-orbite, c'est-à-dire
quand son axe et son orbite évoluent à la même vitesse, elle peut basculer. Aujourd'hui, l'axe d'Uranus précesse
très lentement, mais les chercheurs ont montré que la présence d'un satellite d'un centième de la masse d'Uranus
situé à 50 rayons de la planète peut augmenter cette vitesse de précession d'un facteur 1000 ce qui permet alors la
résonance.
Bien sûr, aujourd'hui Uranus ne possède pas de tel satellite mais les chercheurs supposent que le satellite qui a
permis le basculement d'Uranus a été ensuite éjecté lors d'une rencontre proche avec une planète géante vers la
fin de la phase de migration.
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