planètes à la dérive ?

[Noedu09]

Bonjour, je me pose la question de savoir s'il est possible que des planètes qui ne tournent autour d'aucune étoile, soient completement à la dérive dans l'Espace.
D'après ce que j'ai put apprendre, les planètes se forment autour de jeunes étoiles, entourées d'un nuage de gaz et de débris qui s'agglutinent au fil du temps.

Quel scénario pourrait faire qu'une planète parte à la dérive dans l'espace, peut-être un corps céleste la frolant de prêt et modifiant son orbite ou bien une collision ?
Tout est possible j'imagine, qu'en pensez vous ?
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[bb98]

Bonjour

Oui, cela existe.

Dans la littérature scientifique on parlera de "free floating planet"

On peut lire :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Objet_l...lan%C3%A9taire

Bonnes lectures

[Gilgamesh]

On peut même estimer qu'il y a, en ordre de grandeur, probablement autant de planètes libres que de planètes liées. Une étude de la dynamique de formation et de maturation des systèmes planétaires indique qu'il se forme probablement plus de planètes que le système n'est capable d'en conserver dynamiquement (au moins au niveau des grosses planètes de plus de 10-15 masses terrestres). Les transferts de moments orbitaux entre planètes via le jeu des résonances orbitales aboutit à des nombreuses éjections et un système avec 4 à 5 gros corps semble "plein comme un oeuf" dynamiquement parlant.

[erik]

Et il pourrait même y en avoir beaucoup :
http://www.futura-sciences.com/fr/ne...37061/#connexe

[A voir en vidéo sur Futura]

[ansset]

assez pour représenter une masse significative ?

[carracas]

assez pour représenter une masse significative ?

Je sens venir une explication de la masse manquante de l'univers, non ?

[Gilgamesh]

assez pour représenter une masse significative ?

Non, dans la formation stellaire la fraction condensée en planète ne représente jamais que qq millième de la masse stellaire centrale. Donc la masse totale planétaire (libre + liée) ne dépassera jamais cette minuscule fraction.

[DonPanic]

Non, dans la formation stellaire la fraction condensée en planète ne représente jamais que qq millième de la masse stellaire centrale. Donc la masse totale planétaire (libre + liée) ne dépassera jamais cette minuscule fraction.

A condition de postuler que les planètes soient nécessairement issues du disque de matière entourant l'étoile naissante et qu'aucune planète ne puisse être issue d'un point d'agrégation secondaire du nuage en voie d'effondrement ou d'une bulle de matière expulsée par la protoétoile par suite d'une rotation trop rapide

[ansset]

bonsoir Gilgamesh,
ce n'est pas tout à fait ce qui est ecrit dans l'article du futura science mis en lien ici.

Dans un article déposé sur arxiv, ils estiment que pour chaque étoile de la séquence principale de notre galaxie devraient exister de 5 à 100.000 exoplanètes nomades. Sachant qu'on estime à environ 200 milliards le nombre d’étoiles dans la Voie lactée, le nombre de planètes errantes pourrait se compter en millions de milliards.

si un soleil represente environ 1000 fois la masse de ses planetes
et prenons env 10 planètes pour un système
un million de milliards soit 10^(15) de planètes represente l'équivalent massique de 10^(-3)*10^(-1)*10^(15)
soit 10^11 soleils , 100 milliards !

[carracas]

Je peux comprendre que certains planètes soient éjectées durant la phase de migration des géantes mais de la a parler de milliers de planètes éjectées par systeme solaire, je trouve ça aberrant.. ou alors j'ai loupé l'explication.

[DonPanic]

Dans un article déposé sur arxiv, ils estiment que pour chaque étoile de la séquence principale de notre galaxie devraient exister de 5 à 100.000 exoplanètes nomades. Sachant qu'on estime à environ 200 milliards le nombre d’étoiles dans la Voie lactée, le nombre de planètes errantes pourrait se compter en millions de milliards.

Je me méfie de ce genre de statistiques parce qu'on ne connait pas grand chose de la naissance et de l'évolution des galaxies et comment s'est différencie le bulbe galactique qui compte au moins autant d'étoiles que les bras, étoiles dont il est très probable qu'elles n'ont pas pu créer de planètes

[bzh_nicolas]

Je peux comprendre que certains planètes soient éjectées durant la phase de migration des géantes mais de la a parler de milliers de planètes éjectées par systeme solaire, je trouve ça aberrant.. ou alors j'ai loupé l'explication.

Peut-être comptent-ils les planètes naines voire les planétoïdes dans ce nombre.

[carracas]

Peut-être comptent-ils les planètes naines voire les planétoïdes dans ce nombre.

la définition de planete repond quand même a un cahier des charges, pluton l'a payé.

[ansset]

je suis désolé, n'étant pas compétent pour juger, je n'ai fait que copier un article de futura science.
qui lui même cite arxiv.

[Svenn]

la définition de planete repond quand même a un cahier des charges, pluton l'a payé.

Une "planète errante" n'est pas une "planète" si on se base sur la définition, même si cette planète errante fait cinq fois la masse de Jupiter.
Il y a eu un long débat pour définir le mot "planète" et la définition finalement retenue est celle qui permettait de clore le débat pour le système solaire sans que ça fasse trop tiré par les cheveux. La découverte massive d'exoplanètes, y compris d'objets exotiques telles que des planètes errantes, des planètes circumbinaires, sans compter les planètes doubles qu'on ne manquera pas de découvrir un jour font que la définition actuelle de "planète" est de mon point de vue non satisfaisante. Cependant, ça semble logique d'attendre 5 ou 10 ans avant de redéfinir le mot. Une fois qu'on aura un échantillon d'exoplanètes suffisamment riche, il sera sans doute plus simple de ranger ces exoplanètes dans des cases et l'une d'elle sera sans doute baptisée "planète".

[DonPanic]

Une "planète errante" n'est pas une "planète" si on se base sur la définition, même si cette planète errante fait cinq fois la masse de Jupiter.

Une Planète appartenant nécessairement et exclusivement au cortège solaire on dira "exoplanète errante" pour satisfaire à la définition sans attendre 5 ou 10 ans de pinaillage terminologique, sachant qu'au cas où elles sont suffisamment massives pour être des objets à gravité suffisante pour les maintenir grossomodo sphériques elles n'ont probablement pas été éjectées à une vitesse suffisante pour quitter La Galaxie, on pourra préciser "exoplanète errante galactique", indiquant son appartenance à la Voie Lactée, dans le cas contraire, on dira "exoplanète errante extragalactique"

[ansset]

"quel pinaillage" pour qcq qui dit vouloir l'éviter.

cela étant , je n'ai pas saisi non plus quel type de calcul ou de raisonnement les ont amenés à proposer ces estimations chiffrées.

quand à être ejecté ou pas de la galaxie ? je suppose que les premisses de notre voie lactée ont du être assez chaotiques.

[DonPanic]

Dans un échange d'énergie cinétique via la gravitation, plus un des objets est massif et l'autre léger, plus le léger est catapulté à grande vitesse

[DonPanic]

"quel pinaillage" pour qcq qui dit vouloir l'éviter.

Au moins, ça n'a pas duré 5 ou 10 ans

[Svenn]

Dans un échange d'énergie cinétique via la gravitation, plus un des objets est massif et l'autre léger, plus le léger est catapulté à grande vitesse

Il faudrait quand même une configuration rarissime pour communiquer à une planète l'énergie suffisante pour échapper à la galaxie. A part un passage à proximité d'un astre dense comme une étoile à neutron, je ne vois pas trop de situation qui pourrait provoquer cela.

[DonPanic]

Ce n'est pas la densité qui compte, c'est la différence de masse

[DonPanic]

J'oublie,
1) lors de l'intéraction gravitationnelle entre deux objets, énergie cinétique tend à se distribuer de manière égale entre deux, si bien que le minus est fortement accéléré en cas de forte différence de masse
2) la limite de Roche doit à peu près être une constante f(masse), descendre en dessous fragmenterait l'objet le plus petit au lieu de l'accélérer, il est inutile d'avoir affaire à un objet hyperdense

[Svenn]

Si on considère notre bon vieux système solaire ou n'importe quel autre système du voisinage, il faut fournir un DeltaV de 200 km/s pour échapper à la galaxie et pourtant nous sommes loin d'être dans le coeur galactique. J'essaie de visualiser le truc mais une telle vitesse ne s'acquiert pas comme ça. Si on se place dans le cas le plus favorable avec une étoile, une grosse planète de masse M et une petite planète de masse m avec M >> m, on se retrouve dans la situation d'assistance gravitationnelle utilisée pour les sondes dans le système solaire. Je suppose qu'initialement, les deux planètes sont liées gravitationnellement à l'étoile et qu'en passant près l'une de l'autre, la petite va être éjectée.

Dans la géométrie la plus favorable, la petite planète peut gagner une vitesse égale à deux fois la vitesse V relative de la grosse planète par rapport à son étoile. Cette vitesse 2V gagnée doit donc permettre à la petite planète de s'échapper à son étoile ET toujours dans le référentiel de l'étoile, la petite planète doit s'éloigner à l'infini à une vitesse supérieure ou égale à 200 km/s. Cela signifie donc que non seulement la géométrie de la rencontre doit être favorable* mais en plus il faut que V soit supérieur ou égale à 100 km/s. Mercure, la planète la plus rapide du système solaire est à peine à 50 km/s.

Après, il y a la possibilité d'un astre externe qui viendrait jouer aux quilles en traversant un système stellaire mais les vitesse relatives entre étoiles sont là aussi de l'ordre de quelques dizaines de km/s, seules quelques unes se déplacent à plus de 100 km/s par rapport à leurs voisines.

Il y a peut-être des scnéarios auxquels je n'ai pas pensé mais autant je vois assez bien comment une planète peut être éjectée de son système, autant je ne vois pas comment elle pourrait être éjectée de la galaxie à moins d'un énorme concours de circonstances.

* La géométrie la plus favorable étant celle ou les deux planètes orbiteraient dans le même plan autour de l'étoile mais en sens contraires. Rien n'indique qu'une telle configuration est possible.

[DonPanic]

Si on se place dans le cas le plus favorable avec une étoile, une grosse planète de masse M et une petite planète de masse m avec M >> m, on se retrouve dans la situation d'assistance gravitationnelle utilisée pour les sondes dans le système solaire. Je suppose qu'initialement, les deux planètes sont liées gravitationnellement à l'étoile et qu'en passant près l'une de l'autre, la petite va être éjectée.

Pour info, dans notre système, nous avons Jupiter dont la masse équivaut grossomodo à 2900 fois celle de Mars,

Dans la géométrie la plus favorable, la petite planète peut gagner une vitesse égale à deux fois la vitesse V relative de la grosse planète par rapport à son étoile.

D'où sors-tu ça ? le principe est qu'une passage très proche et non destructeur entre deux objets spatiaux de masse inégale a comme équivalent par exemple la percussion d'un bille par une boule de bowling dans le rapport de gain ou de perte de vitesse.
En ce qui concerne les sondes, l'objectif n'est pas de les catapulter hors du système solaire mais de les envoyer dans l'orbite de l'objet à atteindre

[ansset]

il me semble qu'il y a actuellement une étoile qui traverse notre galaxie à grande vitesse et qui vient probablement d'ailleurs vu sa trajectoire.

[Svenn]

D'où sors-tu ça ? le principe est qu'une passage très proche et non destructeur entre deux objets spatiaux de masse inégale a comme équivalent par exemple la percussion d'un bille par une boule de bowling dans le rapport de gain ou de perte de vitesse.

Je dirais que c'est effectivement équivalent à un choc parfaitement élastique mais ça revient à ce que je dis. Dans un choc entre deux objets de masse différente, la variation de vitesse de chaque objet est dépendante de leur masse relative mais cette variation ne peut pas dépasser une limite qui, elle, est indépendante de cette masse relative. Si on considère un objet de masse m1 percutant frontalement à la vitesse v un objet immobile de masse m2 et qu'on appelle m le rapport m1/m2, les vitesses après l'impact seront : v1 = (m-1)v/(m+1) et v2 = 2mv/(m+1) qui sont donc dépendantes de m.
Quand m tend vers l'infini, v1 tend vers v et v2 vers 2v.
Quand m tend vers 0, v1 tend vers -v et v2 vers 0.
Si l'angle d'impact est non nul, les vitesses après impact sont inférieures en module à ces valeurs. Donc la variation de vitesse lors du choc est au plus égale à 2v, indépendamment des masses relatives.

[DonPanic]

Si on considère un objet de masse m1 percutant frontalement à la vitesse v un objet immobile de masse m2 et qu'on appelle m le rapport m1/m2, les vitesses après l'impact seront : v1 = (m-1)v/(m+1) et v2 = 2mv/(m+1) qui sont donc dépendantes de m.
Quand m tend vers l'infini, v1 tend vers v et v2 vers 2v.
Quand m tend vers 0, v1 tend vers -v et v2 vers 0.
Si l'angle d'impact est non nul, les vitesses après impact sont inférieures en module à ces valeurs. Donc la variation de vitesse lors du choc est au plus égale à 2v, indépendamment des masses relatives.

Refais me le avec l'énergie cinétique à se partager = (½ m₁v₁²+ ½m₂v₂²)
après, on voit

[DonPanic]

Je reprends, si les trajectoires se croisent à vitesse égale et si, à l'extrême limite, les énergies cinétiques sont partagées équitablement

alors chacun des objets hérite de (½ m₁ v₁²+ ½m₂v₂²) /2

Si le rapport de masse est identique à celui de Jupiter-Mars où m₁=2900m₂
alors V₂=√2901v₂²/2 soit 56,86v₂/2 soit 29,43v₂

[DonPanic]

GRRRR 28,43 v₂

[DonPanic]

Tain c'est tellement casse bonbon en BBCode que j'ai oublié X 1/2

14,215 v₂