Bonjour,
Je me demandais parmi les planètes Tellurique, est-ce qu'on connait des exoplanètes qui ont des caractéristiques telles que leur gravité de surface soit de l'ordre de 10G ? C'est quoi les plus grosse planète tellurique qu'on a pu observer pour le moment ? Quelle serait la taille critique d'une planète tellurique ?
Salut,
La masse limite est définie à 10 fois la masse de la Terre (soit g environ trois fois plus grand si je ne dis pas de bêtise).
C'est conventionnel car plus elles sont grosses et plus leur atmosphère l'est aussi. Et au-delà on parle de géantes (comme Jupiter ou plus, notons que le noyau solide de Jupiter c'est 300 fois la masse de la Terre; si tu pouvais couler dans l'atmosphère de Jupiter et te poser sur le noyau, la gravité t'écraserait comme une figue, enfin, bon la pression t'écraserait avant).
Et évidemment si la masse augmente encore ça brule le deutérium (naines brunes), puis ça s'allume (étoile), puis ça s'effondre (trou noir) (*).
(*) Mais cette limite n'est pas qu'une question de masse ni de densité mais de compacité : https://fr.wikipedia.org/wiki/Compac...9_(astronomie)
Ainsi si tu empilais des planètes terre comme des oranges, même sans les écraser, à partir d'un certain nombre : boum ça devient un trou noir !!!!
Et il faut aussi tenir compte d'autres limites comme celle de Chandrasekhar (naine blanche => étoile à neutrons).
C'est pas la mort qui tue mais il est clair que les limites ne concernent pas que la masse, c'est quand même plus complexe que ça.
Dernière modification par Deedee81 ; 30/10/2022 à 14h01.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Merci pour cette réponse.
Alors si on prend une planète rocheuse avec 2-3G en surface, quelle conséquence cela aurait sur la pression atmosphérique ? A quel point la pression de l'atmosphère serait pesante si on imagine une composition similaire à celle de l'atmosphère Terrestre ?
J'ai essayé de faire un calcul avec le principe fondamental de la statique des fluides, mais bon, je trouve des résultats incohérents.
Salut,
C'est pas évident car ce ne dépend pas que de la gravité. Par exemple Vénus et la Terre sont des planètes "jumelles", presque identiques en matière de masse/gravité. Mais la pression sur Vénus est énorme. 90 fois plus que sur Terre !!!!! (ce qui équivaut à plonger à presque 1 km sous l'eau !!!!) Simplement à cause de son atmosphère particulièrement épaisse (composée surtout de CO2, avec un effet de serre énorme : il fait plus chaud sur Vénus que sur Mercure !)
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ca depend d'autres parametres. Comme Deedee81 le mentionne, Venus et la Terre sont similaires en composition mais pas tout a fait. Les petites differences initiales entrainent des changements importants au niveau geodynamique, qui entrainent des changements importants sur la composition et la nature de l'atmosphere.Envoyé par Scientist_75
Tu ne peux donc pas tout "multiplier" a partir de la Terre en supposant que tout reste egal. L'atmosphere terrestre depend de la tectonique des plaques, et la tectonique des plaques est un processus qui a probablement peu de chance d'etre present sur une super-Terre (et on ne touche pas encore aux 21% d'oxygene qui necessitent la presence de vie).
L'eloignement de la planete a son etoile, son albedo, etc. ont egalement (dans quelle mesure je ne sais pas) sans doute un effet sur l'etat de l'atmosphere.
Neanmoins, dans cette discussion sur une hypothetique geante gazeuse faite d'air, on peut voir a quoi on abouti.
T-K
If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)
Salut,
J'avais bien failli expliquer ça (pourquoi il y en a pas sur Vénus alors que sur Terre, si, où elle joue un rôle absolument majeur). La raison est : l'eau liquide (qui est un fantastique lubrifiant pour les roches) et donc la température. Quelques millions de km de distance entre la planète et son étoile peuvent faire une énorme différence. Il y a d'ailleurs de nombreux points de divergences, des effets de seuls non linéaires, qui font basculer les régimes tectoniques, climatiques, atmosphériques,....
Ce phénomène explique l'énorme diversité des planètes. Y a pas deux planètes qui se ressemblent autour de notre Soleil. Et l'étude des exoplanètes a montré que c'était encore plus diversifié que tout ce qu'on croyait. A tel point que ce fut une surprise (surtout en fait parce qu'on pensait à tort que le mécanisme de formation d'un système solaire donnait peu ou prou toujours la même chose). Y a pas deux exoplanètes semblables.
Bien entendu, si la masse est un facteur très important des caractéristiques planétaires c'est loin d'être le seul ni même celui qui fixerait les principales caractéristiques. Sinon le monde des planètes serait bien plus uniforme. Si facteur dominant (mais qu'on ne peut considérer seul) il y a ce serait plutôt la distance à l'étoile.
Cette complexité particulièrement grande de formation/structure/aspect des planètes à deux conséquences :
- C'est pas simple
- Cette richesses fabuleuse est évidemment a contrario une chance : quel plaisir que de découvrir l'infinie variété des "mondes"
Dernière modification par Deedee81 ; 03/11/2022 à 07h16.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Pas forcement liquide, d'ailleurs, sur Terre a moins d'un kilometre (lithostatique) de profondeur, l'eau (en tant que phase) est théoriquement supercritique (fait pas encore assez chaud pour que ce soit flagrant (comme les océans d'ailleurs a plus de 2-3km de profondeur)). Si Venus avait de l'eau, en commencant a 90 bars de pression atmospherique, il ne faudrait pas descendre tres bas pour que ce soit clairement supercritique (le CO2 l'est par contre) mais comme elle n'a pas d'eau, toute une serie de reactions chimiques et physiques n'ont pas lieu, bloquant un peu tout le systeme et creant un mecanisme global alternatif qui n'existe pas sur Terre. Bref, ca fait partie, comme tu l'expliques, des nombreuses considérations a envisager lorsque l'on se penche sur la géologie hypothétique d'exoplanetes (et leur role sur l'atmosphere).
L'autre point important de l'eau (en solution cette fois-ci), c'est d'abaisser considérablement le point de fusion des roches. La ou un manteau anhydre sur Terre fond a 1500ºC (a ~100km de profondeur), un manteau saturé en eau fond a 850ºC. Tout cela joue beaucoup sur le régime géodynamique (sur Terre comme ailleurs). C'est également vrai pour d'autres volatils mais dans une moindre mesure
T-K
Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 03/11/2022 à 09h10.
If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)
Et très complexe.... comme l'illustre ton explication (je ne savais pas qu'elle était en état supercritique !!!)
Ca je le savais par contre, surtout que les matériaux hydratés c'est assez fréquent, enfin sur Terre en tout cas
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour Deedee,
(comme Jupiter ou plus, notons que le noyau solide de Jupiter c'est 300 fois la masse de la Terre; si tu pouvais couler dans l'atmosphère de Jupiter et te poser sur le noyau, la gravité t'écraserait comme une figue, enfin, bon la pression t'écraserait avant
Un peu tardivement, et assez paradoxalement, ces assertions sur le noyau de Jupiter peuvent nous laisser mi-figue mi-raisin.
La question d'un noyau solide pour Jupiter n'est pas du tout établie (on s'y casse encore les dents
Sur WiKi par exemple :
"... Selon une autre hypothèse, Jupiter pourrait être composée d'un noyau rocheux (silicates et fer) comparativement petit (mais néanmoins de taille comparable à celle de la Terre, et de dix à quinze fois la masse de celle-ci), entouré d'hydrogène en phase métallique qui occupe 78 % du rayon de la planète."
"Les connaissances sur la composition planétaire de Jupiter sont relativement spéculatives et ne reposent que sur des mesures indirectes. Selon l'un des modèles proposés, Jupiter ne posséderait aucune surface solide, la densité et la pression augmentant progressivement vers le centre de la planète. Selon une autre hypothèse, Jupiter pourrait être composée d'un noyau rocheux (silicates et fer) comparativement petit (mais néanmoins de taille comparable à celle de la Terre, et de dix à quinze fois la masse de celle-ci)"
Sur les mesures récentes in situ faites par les orbiter :
https://arxiv.org/abs/astro-ph/9707210
https://arxiv.org/pdf/astro-ph/9707210.pdf
A partir de l'abondance d'hélium mesurée par Galileo dans l'atmosphère de Jupiter et de modèles intérieurs reproduisant le champ gravitationnel externe observé, nous dérivons de nouvelles contraintes sur la composition et la structure de la planète. Nous en concluons qu'à l'exception de l'hélium qui doit être plus abondant dans l'intérieur métallique que dans l'enveloppe moléculaire, Jupiter pourrait être homogène (pas de noyau) ou pourrait avoir un noyau central dense jusqu'à 12M ⊕. La fraction massique des éléments lourds est inférieure à 7,5 fois la valeur solaire dans l'enveloppe métallique et comprise entre 1 et 7,2 fois la valeur solaire dans l'enveloppe moléculaire. La quantité totale d'éléments autres que l'hydrogène et l'hélium dans la planète est comprise entre 11 et 45M ⊕.
https://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2...-geant-il.html
D'après les mesures de Juno, la masse totale d'éléments "lourds" dans Jupiter (plus lourds que l'hélium) serait de 10 à 30 fois la masse de la Terre, soit entre 5 et 15% de la masse totale de Jupiter, et ces éléments se répartiraient jusqu'à un demi-rayon de la planète gazeuse.
Mais les modèles de formation des planètes gazeuses stipulent que la plupart des éléments lourds sont accrétés dans les premiers instants de la planète pour former un coeur compact, et qu'aucun solide n'est ensuite accrété durant la phase d'accrétion de gaz. Jupiter avec ces caractéristiques questionne les modèles de formation des planètes.
C'est pour y répondre que Shang-Fei Liu (Université de Sun Yat-sen, Zhuhai, Chine) et ses collaborateurs ont étudié divers mécanismes et processus par simulation. Une première explication possible évaluée a été l'érosion d'un coeur d'éléments lourds initialement compact, mais Liu et ses collègues montrent que l'efficacité d'une telle érosion est incertaine et qu'en plus elle dépend à la fois de l'immiscibilité de matériaux lourds dans l'hydrogène métallique et des mélanges convectifs u cours de l'évolution de la planète.
Un deuxième mécanisme évalué par les auteurs, permettant d'expliquer la composition interne observée indirectement par Juno est l'enrichissement par des planétésimaux et leur vaporisation durant le processus de formation de Jupiter. Mais les chercheurs montrent que les modèles associés ne permettent pas de produire le coeur étendu et dilué de la géante.
J'arrête la parenthèse pour ne pas parasiter cette discussion très intéressante.
D'accord, merci pour ces précisions (qui montrent d'ailleurs combien c'est complexe).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Oui, complexe serait même un euphémisme si on considère les multiples théories sur la formation des planètes et la somme de connaissances qu'il nous resterait à acquérir avant d'y voir un peu plus clair.
Cette histoire de noyau diffus de Jupiter serait d'ailleurs renforcée indirectement par une étude de certaines ondulations des anneaux de Saturne. Ces dernières offriraient une nouvelle opportunité de sonder l'intérieur de la planète et particulièrement d'avoir un aperçu plus précis de son noyau. La sonde Cassini a permis des observations inédites, notamment de l'anneau C, et ouvert un nouveau domaine d'étude de structures planétaires dénommé "Kronosismologie" :
https://www.nationalgeographic.fr/es...s-de-son-noyau
Si on en croit l'exemple (probable) des géantes gazeuses de notre système solaire, faudrait-il en déduire que tout ce type d'exoplanètes, ne possèdent pas de noyaux solides, mais toujours des noyaux diffus ? Ce serait sans doute aller un peu vite en besogne. En effet, on suspecte fortement qu'un processus persistant dans le temps ait conduit à une dilution progressive des noyaux solides initiaux de Jupiter et de Saturne.
Une migration rapide de ce type d'exoplanète vers leurs étoiles hôtes pourrait interrompre le processus de dilution du noyau en évaporant les atmosphères d'hydrogène et d'Hélium et laissant à terme des noyaux solides dépouillés de leurs enveloppes gazeuses.
Pour donc en revenir précisément à la question des planètes telluriques.
Il pourrait en exister une catégorie très particulière, spécifiquement appelée planètes "chtoniennes" :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Plan%C3%A8te_chthonienne
https://www.betanews.fr/decouvert-du...ique-toi-849b/
Il serait donc possible que ce genre de corps planétaire viennent contrevenir à ce qu'expliquait Deedee plus haut :
"La masse limite est définie à 10 fois la masse de la Terre (soit g environ trois fois plus grand si je ne dis pas de bêtise). C'est conventionnel car plus elles sont grosses et plus leur atmosphère l'est aussi."
Pour cela naturellement, il faudra accepter que leur histoire particulière ne leur enlève pas le caractère tellurique qu'on peut (ou non ?) leur attribuer.
Quant aux planètes telluriques plus conventionnelles, la théorie les classifie en deux catégories, les silicatées et les carbonées.
Extrait WiKi :
"Théoriquement, il existe deux types de planètes telluriques ou rocheuses : l'une dominée par des composés de silicium (planètes silicatées) et l'autre dominée par des composés de carbone (planètes carbonées ou « planètes de diamant »), comme les chondrites carbonées. Les quatre planètes telluriques du système solaire sont toutes du premier type. Comme le suggèrent Marc Kuchner et ses collègues, les planètes de carbone peuvent se former dans un disque protoplanétaire riche en carbone ou pauvre en oxygène. Autour d'un noyau de fer, il se formerait un manteau de carbures et éventuellement de graphite, dans lequel, si les conditions de pression le permettent, peut se former une couche riche en diamants. La planète peut être entourée d'une atmosphère secondaire riche en composés de carbone."
