Le Soleil aurait-il pu engloutir une planète ? Des astronomes recherchent des indices cachés en son sein

Le Système solaire s’est formé il y a environ 4,6 milliards d’années à la suite de l’effondrement gravitationnel d’un nuage de gaz et de poussières. Durant les premiers millions d’années, cet environnement était extrêmement chaotique : planétésimaux et protoplanètes entraient en collision, migraient et échangeaient de l’énergie ainsi que du moment cinétique.

L’une des hypothèses avancées est qu’au milieu de ce chaos, le Soleil aurait englouti une planète rocheuse d’une taille comparable à celle d’une super-Terre. Les forces gravitationnelles et les interactions avec le disque protoplanétaire auraient pu progressivement réduire son orbite, jusqu’à ce que la planète soit détruite et absorbée par l’étoile.

Une nouvelle étude propose de rechercher d’éventuelles « empreintes » laissées à l’intérieur du Soleil par la planète au cours de la collision. L’objectif est d’identifier des modifications dans la composition ou la structure de l’étoile qui seraient compatibles avec l’absorption de matière planétaire.

Le chaos au sein du jeune Système solaire

Durant les premiers millions d’années qui ont suivi la formation du Système solaire, son environnement était bien plus dynamique et instable qu’aujourd’hui. Le disque protoplanétaire contenait d’innombrables corps qui interagissaient sous l’effet de la gravité, avec de fréquentes collisions et modifications d’orbite.

L’un des exemples les plus importants est l’hypothèse de l’impact géant entre la Terre et Théia, une protoplanète d’une taille approximativement comparable à celle de Mars. La collision se serait produite il y a environ 4,5 milliards d’années et aurait éjecté une grande quantité de matière en orbite autour de la Terre. Cette matière se serait ensuite agrégée pour former la Lune.

À la recherche de traces

Une autre hypothèse suggère que le Soleil aurait englouti une planète de la taille d’une super-Terre. Les chercheurs étudient la possibilité que cet événement ait laissé une signature encore perceptible dans la structure interne actuelle du Soleil. L’équipe a modélisé l’évolution solaire, puis comparé ses résultats aux observations de la structure interne de notre étoile.

Les modèles indiquent qu’une super-Terre aurait pu laisser une signature chimique dans les couches profondes du Soleil. Cette altération pourrait contribuer à expliquer certaines divergences persistantes entre les modèles solaires standards et les observations. Parmi les indices possibles figure la faible abondance de lithium observée dans le Soleil.

L’engloutissement d’une super-Terre

Les modèles élaborés par les chercheurs indiquent que la planète absorbée par le Soleil aurait probablement été une super-Terre, dont la masse aurait été comprise entre cinq et dix fois celle de la Terre. L’équipe a utilisé le code d’évolution stellaire MESA, en simulant différents scénarios d’accrétion et en comparant les résultats.

Le scénario intégrant une super-Terre située dans cette gamme de masses est celui qui concorde le mieux avec plusieurs propriétés du Soleil. Si les caractéristiques prédites par ces modèles étaient détectées, elles pourraient constituer de solides preuves qu’une super-Terre a été absorbée par le Soleil il y a des milliards d’années.

Quelle est la probabilité que cela se soit produit ?

La possibilité que le Soleil ait englouti une super-Terre est liée à la dynamique du Système solaire au cours de sa formation. Il est plausible que des planètes rocheuses se soient formées dans des régions situées à l’intérieur de l’orbite actuelle de Mercure. Les collisions et les interactions gravitationnelles auraient alors pu favoriser la formation de corps dont la masse atteignait plusieurs fois celle de la Terre.

Certains de ces objets auraient pu voir leur orbite devenir instable et migrer vers l’intérieur du système, jusqu’à être absorbés par l’étoile. Les jeunes étoiles sont entourées de disques protoplanétaires, au sein desquels de la matière peut être transférée entre le disque et l’étoile elle-même. Bien qu’il soit impossible d’établir précisément la probabilité d’un tel événement, ce scénario reste plausible.