Une étude, dont les résultats intitulés «Jupiter’s decisive role in the inner Solar System’s early evolution» ont été publiés dans la revue PNAS, a abouti, grâce à des simulations numériques, à la conclusion que notre Système solaire, à l’aube de sa formation, aurait possédé des superterres, mais que des processus de migrations planétaires, pilotées par celles de Jupiter et de Saturne, ont amené ces superterres à être avalées par le Soleil.

Les simulations en question ont été basées sur le scénario dit du Grand Tack (en français, le scénario du 'Grand virement', car «tacking en anglais fait référence au virement de bord d'un voilier»).

Ce scénario, qui «prend place pendant les premiers millions d’années de la formation du Système solaire, lorsqu'il existait un disque protoplanétaire contenant de la poussière et d’importantes quantités de gaz», fait appel à «deux migrations planétaires majeures dans l’histoire du Système solaire».

La première de ces migrations «aurait rapproché Jupiter du Soleil avant celle du modèle de Nice voilà environ 4,5 milliards d’années, repoussant les astéroïdes vers les régions internes du Système solaire jusqu’à ce que Jupiter occupe la position actuelle de Mars», tandis que «l'influence de Saturne, qui avait aussi migré, aurait ensuite fait à nouveau s’éloigner Jupiter».

Plus précisément, Jupiter, en se formant, a «entraîné la naissance d’un anneau appauvri en matière qui a séparé ce disque en deux parties». De ce fait, grâce aux forces de gravité résultant de cette configuration, «au fur et à mesure que la partie interne du disque était attirée par le Soleil, cet anneau s’en rapprochait aussi» conduisant «à la migration de Jupiter vers notre Étoile».

Pour sa part, «Saturne, moins massive que Jupiter et dont la formation est postérieure à celle de la géante gazeuse, aurait elle aussi migré dans le disque de gaz, et plus rapidement que Jupiter qu’elle rattrapa» provoquant «un phénomène de résonance gravitationnelle avec Jupiter lorsque sa période orbitale devint un multiple entier de celle de sa sœur». Alors, le deuxième anneau appauvri en matière, qui se forma entre Jupiter et Saturne, «stoppa la migration des deux planètes avant de l’inverser».

Cependant, si, selon le scénario du Grand Tack, «le bord externe de la partie interne du disque initialement délimité par Jupiter serait en fait celui d’un anneau de matière dans lequel seraient nées les planètes rocheuses», ce scénario ne permettait pas de comprendre «pourquoi le bord interne de cet anneau devait se trouver à 0,7 unité astronomique 10 millions d’années après la formation du Soleil, ni pourquoi ces planètes ne sont pas plus massives».

Dans l'étude ici présentée, «tout s’explique si l’on fait intervenir une première génération de superterres qui auraient défini le bord interne de la zone de formation des planètes telluriques avant de migrer et d’être avalées par le Soleil».

En effet, les simulations numériques font apparaître «que la migration de Jupiter vers le Soleil a déstabilisé les orbites de planétésimaux d’environ 100 km de diamètre» de sorte que ceux-ci «ont fini par entrer en collision et se précipiter en direction du Soleil», déstabilisant à leur tour les superterres en les entraînant dans leur course fatale «en 20.000 ans tout au plus».

Ce sont de ce fait, «les restes des planétésimaux présents dans les régions internes du Système solaire (alors que le gaz du disque protoplanétaire a largement été consommé)» qui «vont former les planètes rocheuses que l’on connaît».

Ce nouveau scénario, qui «rend bien compte de plusieurs caractéristiques du Système solaire» et qui est compatible «avec les données indiquant que ces planètes se sont formées sur une période de quelques dizaines de millions d’années après la naissance du Soleil», explique «pourquoi elles sont pauvres en certains éléments volatiles et peu massives».

De plus, «comme la formation de planètes telles Jupiter et Saturne semble compliquée», il en découle que «la formation d’exoterres ne doit pas non plus être facile dans la Voie lactée».