Selon la théorie la plus largement acceptée de la formation des planètes (l'hypothèse nébulaire), le système solaire a commencé il y a environ 4,6 milliards d'années à partir d'un nuage massif de poussière et de gaz (aka. Une nébuleuse). Après que le nuage a subi un effondrement gravitationnel au centre, formant le Soleil, le gaz et la poussière restants sont tombés dans un disque qui l'a orbité. Les planètes se sont progressivement accrues à partir de ce disque au fil du temps, créant le système que nous connaissons aujourd'hui.
Cependant, jusqu'à présent, les scientifiques se sont demandé comment la poussière pouvait se rassembler en microgravité pour former tout, des étoiles et des planètes aux astéroïdes. Cependant, une nouvelle étude réalisée par une équipe de chercheurs allemands (et co-écrite par l'Université Rutgers) a révélé que la matière en microgravité développe spontanément de fortes charges électriques et collent ensemble. Ces découvertes pourraient résoudre le long mystère de la formation des planètes.
En termes simples, les physiciens ne savent pas comment le matériel nébulaire peut s'accumuler pour former de grands corps dans l'espace. Alors que l'adhérence peut faire coller les particules de poussière et que les grosses particules sont rassemblées par gravité mutuelle, l'étape intermédiaire est restée difficile à atteindre. Fondamentalement, les objets qui varient de millimètres et centimètres ont tendance à rebondir les uns sur les autres plutôt qu'à coller les uns aux autres.
Pour les besoins de leur étude, récemment publiée dans la revue La nature, l'équipe a mené une expérience où des particules de verre ont été placées dans des conditions de microgravité pour voir comment elles se sont comportées. Étonnamment, l'équipe a découvert que les particules développaient de fortes charges électriques. En fait, ils étaient si forts qu'ils se polarisaient et se comportaient comme des aimants.
L'équipe a poursuivi en lançant des simulations informatiques pour voir si ce processus pouvait combler le fossé entre les particules fines qui s'agglutinent et les objets plus gros qui s'agrègent en raison de la gravité mutuelle. Ce qu'ils ont trouvé ici, c'est que les modèles de formation planétaire étaient d'accord avec leurs données d'expérience, tant que la charge électrique est présente.
Ces résultats comblent effectivement une lacune de longue date dans le modèle de formation planétaire le plus largement accepté. De plus, ils pourraient avoir de nombreuses applications industrielles ici sur Terre. Selon Troy Shinbrot, professeur de génie biomédical à l'Université Rutgers-Nouveau-Brunswick et co-auteur de l'étude:
«Nous avons peut-être surmonté un obstacle fondamental à la compréhension de la formation des planètes. Des mécanismes de génération d'agrégats dans les processus industriels ont également été identifiés et pourraient, nous l'espérons, être maîtrisés dans les travaux futurs. Les deux résultats reposent sur une nouvelle compréhension que la polarisation électrique est au cœur de l'agrégation. "
Le potentiel pour les applications industrielles est dû au fait que des processus similaires sont utilisés sur Terre dans la production de tout, des plastiques aux produits pharmaceutiques. Cela consiste à utiliser la pression du gaz pour pousser les particules vers le haut, pendant lesquelles elles peuvent s'agréger en raison de l'électricité statique. Cela peut provoquer des pannes d'équipement et entraîner des défauts dans le produit final.
Cette étude pourrait donc conduire à l'introduction de nouvelles méthodes de traitement industriel plus efficaces que les contrôles électrostatiques traditionnels. De plus, cela pourrait conduire à un raffinement des théories de formation planétaire en fournissant le lien manquant entre les particules fines et les agrégats plus gros.
Un autre mystère résolu, réponse à la pièce du puzzle. Un pas de plus vers la réponse à la question fondamentale: «comment tout a commencé?»
