Phases de ïornmtion d'un système planétaire

— Bien que les systèmes planétaires se soient formés et aient évolué dans des conditions extrêmement variées, — à tel point que nous serons dans l'obligation de faire pour chacun d'eux une étude spéciale, — les actions qui ont modelé, pour ainsi dire, planètes et satellites sont les mêmes dans tous les cas et nous pouvons tout au moins les énumérer d'une manière générale, dans un but de classification. Mais on n'aura garde d'oublier que, dans la réalité, ces causes se sont combinées entre elles et ont presque toujours agi simultanément.

D'autre part, ces causes se rattachent toutes à deux influences distinctes et qui se sont fait sentir plus ou moins au cours de l'évolution planétaire : l'influence rétrograde et l'influence directe. La prépondérance de l'une ou de l'autre, intervenant à tel ou tel moment , a suffi pour créer la diversité.

107. Influence rétrograde. — Pour un spectateur qui aurait assisté à la naissance d'un système planétaire, le fait le plus frappant aurait été, sans aucun doute, la tendance ■de toute la masse à tourner dans le sens rétrograde.

A chaque instant, en effet, des amas épars circulant dans

(les orbites voisines ont dû heurter les couches périphériques de la lentille planétaire et leur communiquer leur vitesse propre qui, nous l'avons vu, était de l'ordre de la vitesse parabolique. La tendance rétrograde a été d'autant plus marquée que les différences de vitesse entre deux points rapprochés était plus grande et, comme cette diffé-

Fig. 107. — Courbe des vitesses orbitales en l'onction des distances. On voit que les différences de vitesse diminuent très rapidement à iiartir de la masse centrale située en O.

rence atteint ses plus grandes valeurs en approchant du Soleil, il faut en conclure que cette tendance rétrograde a dû être très forte pour Mercure, Vénus et la Terre.

Cette assertion a l'air d'un paradoxe, car l'on songe immédiatement à Uranus et à Neptune ; mais les explications viendront en temps opportun.

Ainsi, nous pouvons alïirmer que, si une tendance opposée ne s'était pas fait sentir, toutes les planètes et tous les satellites auraient tourné dans le sens rétrograde ^

^ DifTérents auteurs, notamment Pickering et Slratton, avaient déjà entrevu cette conséquence; mais aucun d'eux, que je sache, n'a su en tirer parti, ni expliquer la rotation directe de certaines planètes, comme la Terre, Mars, Jupiter et Saturne.

108. Influence directe. — Mais chaque système planétaire portait en lui, dès sa naissance, le germe, pour ainsi dire, de la tendance à tourner dans le sens direct. La raison de ce fait est plus difficile à saisir que celle de lintluence rétrograde, et un exemple est ici nécessaire.

Rappelons-nous le cas de la Lune par rapport à la Terre. Au cours de sa révolution qui dure 21 jours environ, notre satellite tourne vers nous le même hémisphère, comme si la Lune était liée à notre globe par une tige rigide. De cette circonstance, les anciens avaient conclu que la Lune ne possédait pas de mouvement de rotation, alors que le fait constaté prouvait tout le contraire. Mais, ici, nous avons affaire à un cas très particulier : la durée de rotation de la Lune sur elle-même est précisément égale à sa durée de révolution autour de la Terre. Cela est évidemment dû à l'attraction terrestre qui, après avoir provoqué une marée à la surface de notre satellite, a ramené sans cesse le bourrelet produit vers le centre de gravité du système.

Et c'est une action analogue que le Soleil a exercée dès le début sur les immenses lentilles planétaires.

Supposons un amas provenant de la rupture d'une des branches spirales et circulant dans un milieu à faible résistance : à partir de ce moment, il jouira jusqu'à un certain point d'une autonomie propre. Dans ce milieu grossièrement symétrique et plus ou moins homogène au moment de la rupture, les particules, sous l'eilet de l'attraction du centre de gravité commun, se répartiront peu à peu autour de ce centre d'une façon plus régulière et l'ensemble prendra la forme d'un immense ellipsoïde très aplati , sorte de lentille biconvexe dont le plan principal sera dirigé vers le Soleil et dont le mouvement de révolution autour de cet astre sera direct, ne l'oublions pas.

Dans ces conditions, chaque portion de la masse sera soumise à l'attraction du centre (de la planète) suivant sa distance, et les couches dégale pesanteur seront symétriquement réparties autour de ce même centre.

Si nous négligeons pour l'instant l'influence rétrograde

due aux amas voisins et dont nous venons de parler au numéro précédent, nous ne voyons, de prime abord, aucune tendance se dessiner en faveur d'un mouvement quelconque de rotation; mais, en examinant les choses de plus près, nous sommes amenés naturellement à tenir compte de Faction solaire qui se traduit par une sorte de marée sur l'ensemble.

Le premier résultat sera d'étirer la masse dans la direction du Soleil : l'allongement, si l'on considère les valeurs relatives, doit être évidenmient faible, de Tordre du centième pour la Terre dillusée jusqu'à la Lune et de l'ordre du 6/1000 pour la masse jovienne répandue jusqu'au dernier satellite. Mais si nous cherchons à nous rendre compte des valeurs absolues, nous arrivons néanmoins à des nombres dignes de retenir notre attention. Le calcul montre, en effet, que pour le cas de la lentille planétaire terrestre, l'attraction du Soleil a pu V provoquer autrefois la formation d'un bourrelet d'une épaisseur sensiblement égale au diamètre de notre Lune.

Quant au système de Jupiter, l'allongement dans le sens du Soleil a dû atteindre 36000 kilomètres, pour le moins.

Or, le second effet de l'action solaire, beaucoup plus important que le premier peut-être, a été précisément de ramener sans cesse vers l'astre central ce grand axe de chacun des ellipsoïdes allongés qui représentaient, au début, nos systèmes planétaires; et la conséquence, vous l'avez compris par l'exemple de la Lune, a été finalement d'égaliser, pour un temps, les durées de révolution et de rotation. Ainsi, au début, chaque lentille planétaire a donc mis autant de jours ou d'années pour tourner sur elle-même que pour opérer sa révolution autour du Soleil , le bourrelet provoqué par la marée regardant sans cesse l'astre central. Mais le refroidissement et la condensation eurent vite fait de rétrécir le rayon de chaque ellipsoïde et, en vertu du théorème des aires, la rotation directe tendit à augmenter. D'autre part, l'influence des marées, en raison de la décroissance du rayon planétaire, diminua peu à peu; il y eut d'abord une sorte de libration; mais, la condensation se

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poursuivant, la marée cessa d'être prépondérante et finalement la rotation directe devint plus rapide que la révolution.

Ce processus, déjà entrevu par certains auteurs depuis Kant, est seul à même d'expliquer pourquoi, malgré leur énorme volume, des planètes comme Saturne et Jupiter ont une durée de rotation beaucoup plus courte que celle de la Terre. Gela tient, en effet, à la grandeur initiale du système qui, après avoir occupé d'immenses étendues, n'est plus représenté aujourd'hui que par des amas fortement condensés.

En résumé, les systèmes planétaires ont été soumis, dès le début et simultanément, aux deux influences rétrograde et directe. Cette dernière a presque toujours prévalu, tout au moins pour les globes représentant les planètes ; mais ces considérations resteraient complètement stériles au point de vue de la formation des satellites si, comme les anciens auteurs, nous nous bornions à cet exposé. Un ellipsoïde très aplati tournant dans un sens ou dans l'autre ne saurait aboutir à autre chose qu'à une masse centrale plus ou moins condensée. Il nous faut donc trouver un mécanisme capable, comme pour les planètes (V. no 60 et 61), de provoquer le décrochage d'un satellite. Or, la raison de ce mécanisme réside tout entière dans l'influence rétrograde et c'est ce que nous allons démontrer.