Alessandro Morbidelli

Formation planétaire : de la Terre aux exoplanètes

Collège de France

Année 2023 - 2024

Leçon inaugurale : Déterminisme et stochasticité en formation planétaire

Résumé

Pendant des siècles, on s'est attendu à ce que tous les systèmes planétaires, en vertu de l'universalité des lois physiques, ressemblent approximativement au nôtre, avec de petites planètes rocheuses à l'intérieur et des géantes gazeuses à l'extérieur, toutes sur des orbites presque circulaires et coplanaires. Cependant, la découverte de nombreuses planètes extrasolaires nous a révélé la grande diversité de systèmes planétaires.

Cette leçon inaugurale présentera l'état actuel des connaissances sur les structures des systèmes planétaires connus, tout en situant notre propre Système solaire dans ce vaste contexte. Elle abordera ensuite la question de savoir comment des lois universelles peuvent donner lieu à une telle diversité. Cette diversité peut résulter de conditions initiales radicalement différentes, mais les observations modernes des disques protoplanétaires révèlent que, malgré certaines variations, ces pépinières de formation planétaire partagent de nombreuses caractéristiques communes. La discussion portera alors sur certains processus qui interviennent dans la formation planétaire, en distinguant ceux qui semblent être déterministes (où de petites différences dans les conditions initiales entraînent de légères différences finales) de ceux qui sont plus complexes et peuvent conduire à des comportements stochastiques (où les trajectoires évolutives divergent de manière exponentielle, donnant ainsi des résultats radicalement différents). La prise de conscience que la formation planétaire est très sensible aux contingences nous amènera à réfléchir sur la probabilité de l'existence de planètes similaires à la nôtre ailleurs dans la galaxie, ainsi que sur la possibilité du développement de la vie dans des mondes exotiques.