Le mystère de « l'écho » qui dure des millions d'années dans l'univers

Les ondes sismiques anciennes et comment nous les « entendons »

Simulation de deux planètes en collision (Photo : NASA).

Dans l’histoire de la formation de l’univers, les collisions entre planètes ne sont pas des phénomènes rares. Le système solaire primitif ressemblait à un champ de bataille cosmique, où planètes, lunes et astéroïdes s'écrasaient les uns contre les autres, laissant derrière eux des milliers de cratères d'impact, grands et petits, notamment à la surface de la Lune.

Cependant, ces collisions laissent plus que de simples traces de surface. Selon une nouvelle étude publiée début 2025, ils pourraient déclencher des oscillations sismiques au plus profond de la planète qui dureraient des millions d'années, créant un « écho » brûlant qui pourrait être détecté par des instruments optiques sophistiqués comme le télescope spatial James Webb (JWST).

L'étude, dirigée par le Dr JJ Zanazzi, physicien théoricien à l'Université de Californie à Berkeley, a simulé une collision entre deux géantes gazeuses : une jeune planète plus petite entrant en collision avec une planète plus grande et plus ancienne.

L’objectif de l’équipe est de déterminer si la collision a généré des ondes sismiques suffisamment grandes et d’une durée suffisante pour être observées photométriquement (c’est-à-dire en mesurant la luminosité) depuis la Terre.

Bien que le JWST n’enregistre pas directement les ondes sismiques, grâce à sa capacité à mesurer la lumière avec une précision extrêmement élevée, il est tout à fait capable de détecter de petits changements dans la lumière émise par les planètes. Il s’agit du résultat de vibrations sismiques internes.

Les deux principaux types de vibrations mentionnés sont le mode f (vibrations de surface, comme les ondes à la surface de l'eau) et le mode p (vibrations de pression, comme les ondes sonores). Ces fluctuations affectent non seulement l’atmosphère de la planète, mais s’étendent également profondément dans le noyau, modifiant la façon dont la planète brille au fil du temps.

Planète Beta Pictoris b et les « échos » d'une collision préhistorique

Beta Pictoris b fait l'objet de recherches suggérant que des répliques pourraient encore exister aujourd'hui (Photo : Sci-news).

Le sujet de recherche spécifique est la planète Beta Pictoris b - une planète géante et jeune, située à environ 63 années-lumière de la Terre, avec une masse environ 13 fois celle de Jupiter et âgée de seulement 12 à 20 millions d'années.

L'équipe a simulé un scénario dans lequel une planète d'une masse similaire à Neptune (équivalente à 17 fois la masse de la Terre) entre en collision avec Beta Pictoris b.

Les résultats montrent que la collision a non seulement contribué à l'accumulation d'énormes quantités de métaux lourds (de 100 à 300 masses terrestres), mais a également créé des oscillations sismiques qui pourraient durer une période équivalente à la durée de vie de la planète.

Si la collision s’est produite il y a entre 9 et 18 millions d’années, ces oscillations pourraient encore exister aujourd’hui et être détectables par le JWST.

Il fournit non seulement des informations sur la structure interne de la planète, comme la densité matérielle et la stratification. Ces oscillations aident à retracer la formation et l’évolution des planètes et ouvrent de nouvelles directions de recherche en sismologie planétaire extrasolaire.

L'étude suggère également que non seulement les collisions, mais aussi la migration orbitale due aux forces gravitationnelles de marée de l'étoile hôte peuvent stimuler les modes d'oscillation de la planète, en particulier dans les géantes gazeuses aux orbites très excentriques.

Il s’agit d’une nouvelle approche qui aide les humains à « entendre » des signaux provenant de planètes lointaines de l’univers, même si elles se trouvent à des dizaines d’années-lumière de la Terre.

Source : https://dantri.com.vn/khoa-hoc/bi-an-ve-tieng-vang-keo-dai-hang-trieu-nam-trong-vu-tru-20250510081629043.htm