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La chronologie de la
formation du système solaire
Marc Chaussidon CRPG-CNRS Nancy
Ecole Doctorale RP2E- janvier 2008
Comment, quand et
à quelle vitesse
s’est formé
le système solaire ?
Comment se
forme une
étoile comme
Le Soleil ?
étoile AU Mic
(HD197481)
(12 Ma, !10 parsec)
Liu, 2004
Les observations astrophysiques
récentes des étoiles en formation et
de leurs disques d’accrétion
montrent que les idées de Kant,
Laplace ou Descartes
étaient justes : les planètes sont
un “sous produit”
de la formation du Soleil
• la chronologie de la formation des premiers grains
• les premières planètes
(Météorite d’Ensisheim, 1492)
Orgueil
Photo M. Gounelle MNHN
Photo B. Zanda MNHN
CV3 Allende
Les inclusions riches
en Ca et Al (ou CAIs)
sont parmi les “premières roches”
du système solaire.
Courtesy S. Krot
Courtesy A. Davis
Les inclusions réfractaires (CAIs) sont les premiers solides
condensés à partir du gaz de la nébuleuse
Les CAIs ont l’âge le plus ancien connu : 4568,5 Ma
Bouvier, Blichert-Toft, Moynier,
Vervoort & Albarède (2007)
Les radioactivités éteintes à courte période permettent
d’établir une chronologie des processus qui se sont déroulés
il y a 4568 Ma et de relier la formation des CAIs à
l’évolution précoce du Soleil
(Lee, Papanastassiou
& Wasserburg, 1976)
décroit avec le
temps en e-!t
The Milky Way @ 1.809 MeV : live 26Al
GRO Comptel (2001)
Courtesy T. Montmerle
Galactic abundance
26Al/27Al
! 8.4x10-6
Origine des radioactivités éteintes
• injection à partir d’une étoile en fin de vie
(supernova, AGB)
Preuve possible le 60Fe
Ou
Débris de supernova Tycho
• nucléosynthèse par irradiation
autour du Soleil jeune
Preuve possible : isotopes du Be
T-Tauri HH30
Les radioactivités éteintes du Be
Le 10Be (T1/2=1,5Ma) et le 7Be (T1/2=53 jours) produits par irradiation
autour du Soleil jeune étaient présents dans le disque d’accrétion quand
les CAIs se sont formées
(Chaussidon, McKeegan & Robert 2006)
Le 10Be et le 7Be lient la formation des CAIs au Soleil jeune
X-wind
Funnel flow
Irradiated protoCAI
Protostar
Impulsive flare
Accretion disk
Reconnection
ring
0.25 Rx
Rx ~ 0.06 UA
Irradiation of protoCAIs
(Shu et al. 2001 ; Gounelle, Shu et al. 2004, 2007)
Bellatrix
'
!
Betelgeuse %
"
Saiph (
#$
&
Rigel
Chandra Orion Ultradeep Project
Courtesy Eric Feigelson (COUP/NASA)
Courtesy Eric Feigelson (COUP/NASA)
Chandra observation (7 days long, 50 X-rays images)
Courtesy Eric Feigelson (COUP/NASA)
HST images, Taurus-Auriga molecular cloud (Padget et al., 1999)
Courtesy Eric Feigelson (COUP/NASA)
Les premières
planètes ?
(Libourel, Krot & Tissandier, 2006)
(Chaussidon, Libourel et Krot,
sous presse)
(Libourel et Krot,
2007)
100 µm
Chondre de la chondrite Vigarano
Péridotite du manteau terrestre
Libourel, Krot & Tissandier (2006)
Ces chondres sont formés ! 2 Ma après les CAIS : les premières
planètes se forment dans cet intervalle de temps
Chondre PO de Semarkona
(Thèse Johan Villeneuve, en cours)
Simulation Patrick Michel, OCA Nice
Construction des planètes terrestres par collisions
entre ces embryons planétaires
Median time of last
giant impact = 31 My
Median time for
acquiring 90% of
final mass = 40My
Obrien, Morbidelli & Levison (2006)
La formation de la Lune
Yin, Jacobsen, Yamashita, Blichert-Toft,
Télouk & Albarède (2002)
Conclusions
• L’échelle de temps pour la formation des premiers
solides et des premières planètes est de l’ordre du Ma.
• Ces premières planètes ont sans doute disparu
à la suite de collisions.
• La Terre se construit vite et la Lune est le résultat
d’une collision qui s’est produite environ 30Ma après la
formation du système solaire