La nébuleuse solaire est le nuage gazeux qui a donné naissance à notre Soleil et à nos planètes, selon l’hypothèse nébulaire dominante. Ce n’est pas seulement un nuage ; il s’agit d’un disque de gaz et de poussière en rotation et en effondrement qui s’est condensé pendant des millions d’années pour former l’architecture de notre système solaire.
Les premières idées : de Swedishborg à Laplace
Les gens réfléchissent à ce processus depuis des siècles. En 1734, le philosophe suédois Emanuel Swedenborg suggéra qu’une croûte de matière nébulaire entourait le Soleil et finissait par se briser en planètes. Une vision plus raffinée est venue du philosophe allemand Emmanuel Kant en 1755. Il a proposé qu’une nébuleuse en rotation lente se rassemble par sa propre gravité, s’aplatisse en un disque en rotation et donne naissance à la fois au Soleil et aux planètes.
L’astronome et mathématicien français Pierre-Simon Laplace a proposé un modèle similaire en 1796, bien qu’il ait placé la formation planétaire avant le Soleil. Ces vues de Kant et de Laplace ont longtemps dominé la pensée astronomique.
Pourquoi les astronomes ont douté de la théorie nébulaire
Le doute est arrivé à la fin du XIXe siècle. Le physicien britannique James Clerk Maxwell s’est opposé à l’hypothèse nébulaire. Il a montré que si toute la matière des planètes connues avait formé un disque autour du Soleil, une rotation différentielle aurait créé des forces de cisaillement. Ces forces auraient empêché les planètes individuelles de se condenser.
Il y avait aussi un problème de dynamique. Le Soleil détient moins de moment cinétique que ce que la théorie semblait exiger. Le moment angulaire dépend de la masse totale, de sa répartition et de la vitesse de rotation. Parce que le Soleil en possède si peu par rapport aux planètes, le modèle simple du disque s’est effondré.
Pendant plusieurs décennies, les astronomes ont préféré la théorie des collisions. Dans ce modèle, une autre étoile est passée près du Soleil. L’attraction gravitationnelle aurait extrait de la matière, qui s’est ensuite regroupée pour former des planètes.
Le retour de l’hypothèse nébulaire
La théorie des collisions a finalement perdu de sa popularité. Les critiques ont soulevé des objections plus convaincantes contre cette hypothèse que contre l’hypothèse nébulaire. Entre-temps, le modèle nébulaire a été modifié dans les années 1940 et a gagné du terrain.
La théorie mise à jour supposait que les protoplanètes originales avaient des masses plus grandes que ne le suggéraient les versions précédentes. Il a également abordé la question du moment cinétique. Les scientifiques ont proposé que les forces magnétiques reliaient le Soleil et les planètes en formation, transférant le moment cinétique du disque vers les régions extérieures.
Cette résolution a fait fonctionner le modèle. La théorie de la nébuleuse solaire est désormais l’explication standard de la formation de notre système solaire. Il reste le cadre dominant de l’astrophysique moderne car il prend en compte la structure du disque, la conservation de la quantité de mouvement et la séquence de formation.
Comment un simple nuage de gaz a-t-il fini par former la Terre, Jupiter et le Soleil ? La réponse réside dans la gravité, la rotation et les champs magnétiques travaillant ensemble pendant des éternités.
