Une étude, dont les résultats intitulés «The Primordial Solar wind as a Sculptor of Terrestrial Planet Formation» sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal Letters et disponibles en pdf, a permis de proposer une explication à l'absence d'objets entre Mercure et le Soleil.

Indiquons tout d'abord que, «bien que l’on sache maintenant qu’il n’y a pas de planètes entre Mercure et le Soleil», le curieux vide en astéroïdes pose d'autant plus problème que de très nombreuses exoplanètes ont été découvertes «sur des orbites qui, comparées au cas du Système solaire, seraient à l’intérieur de l’orbite de Mercure dont la taille est d’environ 0,38 unité astronomique» et que «des simulations numériques ont montré qu’il y avait bel et bien des orbites stables pour des astéroïdes à des distances comprises entre 0,06 et 0,21 UA».

Pour résoudre ce mystère de l'absence d'objet entre Mercure et le Soleil, l'étude ici présentée propose une solution qui «fait intervenir le vent solaire et le mécanisme de migration planétaire». L'idée de base est que «les planétésimaux (en quelque sorte les briques de la construction planétaire) occupant la région entre le Soleil et Mercure, auraient été éjectés sur des orbites plus éloignées, inhibant donc la formation planétaire faute de matériaux pour l’alimenter dans cette région».

Plus précisément, «au cours des premières dizaines de millions d’années de la formation du Système solaire, le vent solaire canalisé par les lignes de champs magnétiques en spirale du Soleil était bien plus fort qu’aujourd’hui». Les calculs effectués dans cette étude permettent «d’évaluer l’effet de ce souffle sur des objets dont les tailles sont respectivement de 10 m, 100 m et 1.000 m, situés entre 0,1 UA et l’orbite de Mercure (0,38 UA)» sur «une période de 100 millions d’années, durée évaluée de la formation des planètes rocheuses», car «les géantes gazeuses, comme Jupiter et Saturne, doivent se former en un temps plus court, une dizaine de millions d’années tout au plus en général».

Au bout du compte, les simulations numériques «montrent que ces corps ont tendance à être éjectés loin du Soleil». Concrètement, «l’effet n’est pas important pour des corps d’environ 1.000 mètres qui vont seulement migrer au total à 0,2 UA environ mais il le devient pour ceux d’environ 100 mètres, car en 3 millions d’années seulement ils se retrouveront au-delà de 0,3 UA».

Si «quelques planétésimaux de grande taille auraient pu se former tout de même et conduire à la formation d’embryons planétaires de 1.000 km», d'après l'étude «un apport massif (l’équivalent de 10 à 20 masses terrestres au total) en planétésimaux venant des régions plus éloignées du Soleil se serait produit en raison d’une migration supposée de Jupiter vers le Soleil». Cette migration aurait été suivie d’une «marche arrière» en raison «de la croissance rapide de Saturne qui aurait, par son champ de gravitation, rappelé Jupiter (des migrations des géantes ont été postulées dans le cadre du fameux modèle de Nice complété par celui du Grand Tack)».

Alors de nombreuses collisions se seraient produites, «faisant décroître les tailles des objets formés (notamment au-dessus de 100 km de diamètre) par fragmentation jusqu’à ce qu’ils atteignent 100 mètres tout au plus». Au minimum le processus de formation planétaire aurait été freiné «permettant à Mercure, Vénus et la Terre de devenir plus massifs» de sorte que, par l’effet de leurs masses, cela aurait «conduit les plus gros corps à être injectés sur des orbites plus lointaines, voire à être carrément éjectés du Système solaire». En conséquence, ces processus «auraient sculpté le jeune Système solaire au point de le rendre quelque peu singulier» dans la Voie lactée.