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Une étude fournit pour la première fois un modèle de la formation de chondres ou chondrules par courants électriques dans le disque protoplanétaire de notre systéme solaire et que l'on retrouve aujourd'hui abondamment dans les météorites de type chondrite:
Article anglophone d'origine:
http://www.space.com/20390-solar-system-rock-origins-explained.html
Article anglophone d'origine:
http://www.space.com/20390-solar-system-rock-origins-explained.html
Spacedotcom a écrit:Les roches fondaient au début du système solaire lorsque des courants électriques parcourraient le nuage de poussière encerclant le jeune soleil, d'après une nouvelle étude.
La découverte rapproche un peu plus les scientifiques de l'explication sur l'origine des chondrules, (sortes de billes de verre) qui furent l'un des premiers matériaux solides du système solaire.
Étant donné que les chondrules sont formées loin du soleil, les astronomes ne comprenaient pas comment elles purent se réchauffer à 1327°C (1600°K), puisque l'environnement immédiat était beaucoup plus froid, d'après les observations.
De manière encore moins compréhensible, les roches se refroidissaient en une à deux heures après leur formation, au lieu de geler immédiatement en un cristal, ce à quoi on s'attendrait dans l'espace.
"C'était un puzzle, parce que pas mal de matière a du passer à travers ce processus," déclare Mordecai-Mark Mac Low, le président des sciences astrophysiques au American Museum of Natural History à New York.
La météorite primaire typique, appelée chondrite, peut être constituée jusqu'à 70 à 80% de ce matériau de verre. "C'est une grande partie de la masse, même en des régions éloignées du soleil, où il ne peut les réchauffer," continue Mac Low, qui est également professeur adjoint à l'Université de Columbia.
Mac Low a co-écrit un article relatant la découverte qui fut publiée dans l'édition du 20 Mars de l'Astrophysical Journal Letters.
Relié par le magnétisme
Les chondrules sont l'un des deux types de solides qui constituèrent le jeune système solaire. Les chondrules sont des grumeaux de poussières qui se sont réchauffés et refroidis rapidement [sic], alors que le second type de solide - inclusions minérales riches en calcium et en aluminium (CAIs) — ont été crées par des gouttelettes de gaz liquéfié.
Une autre étude, basée sur des techniques de datation, a récemment proposé que les chondrules et CAIs se soient formés au même moment dans le système solaire, à peine quelques millions d'années après la formation du disque protoplanétaire de matière formé autour du soleil naissant.
Ce disque de matière en rotation, dit Mac Low, contenait une énorme quantité d'énergie cinétique. Il s'agissait de la plus grande source d'énergie pour les mouvement du disque. La rotation différentielle, et l'énergie ont accru l'énergie cinétique dans le disque à mesure que les régions plus proches du soleil tournaient plus rapidement que celles plus à l'extérieur.
Les matériaux ont été drainés vers le jeune soleil à travers un processus appelé l'instabilité magnétorotationelle. Ceci se produit lorsqu'un faible champs magnétique parcourt un gaz en rotation inégale, reliant des régions orbitant à des vitesses différentes. Les turbulences ont distribué le moment angulaire vers l'extérieur, permettant au nuage de gaz de tomber et de s'agglomérer au soleil.
"Cela se révèle être un des mécanismes majeurs provoquant l'accrétion," dit Mac Low, ajoutant que ce pourrait aussi être appliqué au trou noirs.
Dans le système solaire cependant, l'équipe de recherches de Mac Low suspecte que l'instabilité magnétorotationelle puisse aussi être le carburant de la formation des chondrules.
La question de l'ampoule fluorescente
Les turbulences magnétiques déforment les champs magnétiques, produisant des courants électriques. Ces courants voyages au travers le gas ayant une certaine résistance, occasionnant son réchauffement. C'est le même procédé qui permet aux grille-pains ou aux fours de chauffer.
Les champs magnétiques déformés dans le disque, forment de fines et plates régions de forts courants électriques appelés "nappes de courants." La production de nappes de courant par le biais de turbulences magnétisées est connue des chercheurs depuis les années 70[MHD!], mais l'équipe de Mac Low a été la première à appliquer cette connaissance de la formation de nappes de courants aux disques protoplanétaires.
La question fut, dit Mac Low, de savoir de combien ces nappes de courants ont réchauffé les roches.
"On pourrait obtenir une ampoule fluorescente," plaisante-t-il, ajoutant que cela pourrait bien être possible étant donné que le disque protoplanétaire était principalement formé de gas neutre. A première vue, il n'y avait pas beaucoup d'ions ou de particules chargées pour transporter le courant.
Le chercheur du musée Alexander Hubbard, co-auteur de l'étude, est alors parvenu à la réponse. Un petit réchauffement commencera à exciter les atomes les plus faciles à ioniser - de fait, les substances salées telles que le potassium et le sodium.
Réchauffer ces substances les ionisera, ce qui augmentera le courant disponible. Avec plus d'ions dans le courant, les éléments se réchaufferont encore plus et augmenteront la ionisation exponentiellement.
"Cela ressemble à quelque chose qui pourrait nous fournir la température nécessaire," dit Mac Low.
Viser les trois dimensions
Ensuite, les chercheurs ont essayé de comprendre comment les chondrules [ou chondres] se sont lentement refroidies dans la profondeur glaciale de l'espace. L'opacité ou l'épaisseur des poussières change avec la température. Lorsque la poussière fondait, la région de plus haute température formait une cavité transparente, entourée par du matériau opaque encore réchauffé par la radiation du gaz plus chaud.
"La nouvelle digne d'intérêt est que dans des conditions raisonnables pour former des disques protoplanétaires, ces régions peuvent monter en température. Parfois au delà de 2000°K (1727°C), assez chaud pour fondre de la roche," déclare Mac Low.
Jusqu'ici, les chercheurs n'ont modélisé le processus que dans une dimension. La prochaine étape sera de se diriger vers un modèle en trois dimensions pour mieux simuler les conditions du jeune système solaire.
Bien que l'article ne comporte pas de nouvelles observations, Mac Low a indiqué que le Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) pourrait, à terme partiellement confirmer les découvertes.
"Nous ne pourrons pas observer des nappes de courants isolées ... mais ALMA pourra nous dire la taille et la répartition des grains de matière," dit-il du télescope, qui a été officiellement inauguré ce mois-ci.
La recherche a été conduite par le Niels Bohr International Academy du Danemark et compte des scientifiques de l'American Museum of Natural History, de l'Université de Columbia et de l'Université nationale autonome du Mexique.
