Jupiter a été un des premiers à fleurir. Un examen attentif des âges des fragments de roche et de métal de la naissance du système solaire suggère que la planète géante s’est formée très tôt. Probablement dans les premiers millions d’années du système solaire. Si c’est le cas, la présence de Jupiter pourrait aider à expliquer pourquoi les planètes intérieures sont si petites. Il pourrait même être responsable de l’existence de la Terre, suggère une nouvelle étude.

Auparavant, les astronomes estimaient l’âge de Jupiter avec des modèles informatiques. Ces simulations montrent comment les systèmes solaires se forment en général. Les géantes gazeuses comme Jupiter se développent en accumulant de plus en plus de gaz. Ce gaz provient de disques de gaz et de poussière qui tournent autour d’une jeune étoile. Les disques ne durent généralement pas plus de 10 millions d’années. Les astronomes en ont donc déduit que Jupiter s’est formé au moment où le disque du soleil a disparu. Il devait être né au moins 10 millions d’années après la formation du système solaire.

 » Maintenant, nous pouvons utiliser les données réelles du système solaire pour montrer que Jupiter s’est formé encore plus tôt « , explique Thomas Kruijer. Il est géochimiste. Il étudie la composition chimique des roches. Kruijer a fait la recherche alors qu’il était à l’Université de Münster en Allemagne. Il est maintenant au Laboratoire national Lawrence Livermore en Californie. Pour étudier Jupiter, l’un des plus gros objets du système solaire, lui et ses collègues se sont tournés vers certains des plus petits: les météorites.

Les météorites sont des morceaux de matière de l’espace qui atterrissent sur Terre. La plupart des météorites proviennent de la ceinture d’astéroïdes. Il s’agit d’un anneau de roche actuellement situé entre Mars et Jupiter. Mais ces morceaux de rock et de métal sont probablement nés ailleurs.

Heureusement, les météorites portent la signature de leur lieu de naissance. Le disque de gaz et de poussière à partir duquel les planètes se sont formées contenait différents quartiers. Chacun avait l’équivalent de son propre « code postal. »Chacun est enrichi en certains isotopes. Les isotopes sont des atomes du même élément qui ont des masses différentes. Des mesures minutieuses des isotopes d’une météorite peuvent indiquer son lieu de naissance.

Kruijer et ses collègues ont sélectionné 19 échantillons de météorites de fer rares. Les échantillons provenaient du Musée d’histoire naturelle de Londres, en Angleterre, et du Field Museum de Chicago, en Illinois. Ces roches représentent les noyaux métalliques des premiers corps ressemblant à des astéroïdes à se congeler pendant la formation du système solaire.

L’équipe a mis un gramme de chaque échantillon dans une solution d’acide nitrique et d’acide chlorhydrique. Ensuite, les chercheurs l’ont laissé se dissoudre.  » Ça sent mauvais « , dit Kruijer.

Ils ont ensuite séparé l’élément tungstène. C’est un bon traceur de l’âge et du lieu de naissance d’une météorite. Ils ont également sorti l’élément molybdène. C’est un autre traceur de la maison d’une météorite.

L’équipe a examiné les quantités relatives de certains isotopes des éléments: molybdène-94, molybdène-95, tungstène-182 et tungstène-183. À partir des données, l’équipe a identifié deux groupes distincts de météorites. Un groupe s’est formé plus près du soleil que Jupiter ne l’est aujourd’hui. L’autre s’est formé plus loin du soleil.

Les isotopes du tungstène ont également montré que les deux groupes existaient en même temps. Les groupes existaient entre environ 1 million et 4 millions d’années après le début du système solaire. Le système solaire est né il y a environ 4,57 milliards d’années. Cela signifie que quelque chose a dû maintenir les deux groupes séparés.

Le candidat le plus probable est Jupiter, dit Kruijer. Son équipe a calculé que le noyau de Jupiter avait probablement atteint environ 20 fois la masse de la Terre au cours des premiers millions d’années du système solaire. Cela ferait de Jupiter la plus ancienne planète du système solaire. Son existence précoce aurait créé une barrière gravitationnelle: Cette barrière aurait maintenu les deux quartiers rocheux séparés. Jupiter aurait alors continué à croître à un rythme plus lent pendant les quelques milliards d’années à venir. La planète dépassait 317 fois la masse de la Terre.

L’équipe rapporte le nouvel âge de Jupiter dans les actes de l’Académie nationale des Sciences. Le document a été publié la semaine du 12 juin.

« J’ai une grande confiance que leurs données sont excellentes », déclare Meenakshi Wadhwa. Elle travaille à l’Université d’État de l’Arizona à Tempe. Elle est cosmochimiste. Cela signifie qu’elle étudie la chimie de la matière dans l’univers. La suggestion que Jupiter ait séparé les différents groupes de roches spatiales est « un peu plus spéculative, mais je l’achète », ajoute-t-elle.

La naissance précoce de Jupiter pourrait également expliquer pourquoi le système solaire interne manque de planètes plus grandes que la Terre. De nombreux systèmes planétaires bien au-delà du soleil ont de grandes planètes proches. Il peut s’agir de planètes rocheuses un peu plus grandes que la Terre, appelées super-Terres. Ils représentent environ deux à 10 fois la masse de la Terre. Ou, il peut y avoir des mini-Neptunes gazeuses ou des Jupiters chauds.

Les astronomes se demandent pourquoi notre système solaire est si différent. Si Jupiter s’était formée tôt, sa gravité aurait pu éloigner la majeure partie du disque formant la planète du soleil. Cela signifie qu’il y avait moins de matière première pour les planètes intérieures. Cette image est cohérente avec d’autres travaux. Cette recherche suggère qu’un jeune Jupiter a erré à travers le système solaire interne et l’a nettoyé, dit Kruijer.

« Sans Jupiter, nous aurions pu avoir Neptune là où se trouve la Terre », dit Kruijer. « Et si c’est le cas, il n’y aurait probablement pas de Terre. »