Formation planétaire : de la Terre aux exoplanète - Alessandro Morbidelli

Alessandro MorbidelliChaire Chaire Formation planétaire : de la Terre aux exoplanètesCollège de FranceAnnée 2025-202609 - Les astéroïdes et leurs échantillons : les météorites – témoins des premières phases de la formation planétaire : Formation et évolution de la ceinture des astéroïdes

Alessandro MorbidelliChaire Chaire Formation planétaire : de la Terre aux exoplanètesCollège de FranceAnnée 2025-2026Sébastien CharnozUniversité Paris-Cité, IPGP, ParisSéminaire - Sébastien Charnoz : Condensation hors-équilibre et oxydation dans le Système solaire

Alessandro MorbidelliChaire Chaire Formation planétaire : de la Terre aux exoplanètesCollège de FranceAnnée 2025-2026David NesvornýConférence - David Nesvorný : Following Comets to Their Distant Source Reservoirs and BackDavid NesvornýSouthwest Research Institute, USARésuméComets are icy bodies that originate in the trans-Neptunian region and evolve into the inner Solar System, where they become active due to the sublimation of water ice triggered by solar heating. We describe dynamical models that trace the implantation of comets into their distant source reservoirs during the early Solar System, approximately 4.6 billion years ago. These models are used to predict the present-day orbital distribution and number of active comets, which are then compared to observational data. The results indicate that the scattered disk and the Oort cloud are the primary source reservoirs for ecliptic comets (short-period) and isotropic comets (long-period and Halley-type), respectively. The observed orbital distribution of ecliptic comets is well reproduced if their physical lifetimes are limited to a few hundred perihelion passages within 2.5 astronomical units of the Sun. In contrast, small Oort-cloud comets tend to be more active and typically disintegrate after only a few such passages. Halley-type comets appear to represent an extension of the population of large, returning Oort-cloud comets to shorter orbital periods. We explore how the dynamical structure of cometary reservoirs is affected by the Galactic tide and Sun's birth environment within a stellar cluster.

Alessandro MorbidelliChaire Formation planétaire : de la Terre aux exoplanètesCollège de FranceAnnée 2025-2026David NesvornýConférence - David Nesvorný : Formation of Equal-Size Binaries in the Kuiper BeltDavid NesvornýSouthwest Research Institute, USARésuméA critical step in the emergence of planets within a protoplanetary disk is the accretion of planetesimals - bodies ranging from 1 to 1,000 kilometers in size - formed from smaller solid constituents. However, this process remains poorly understood, largely due to limited observational constraints on the complex physical mechanisms involved in planetesimal formation. In the outer Solar System, the best place to look for clues is the Kuiper belt, where a population of icy planetesimals survived to this day. We present evidence that Kuiper Belt planetesimals formed via the streaming instability, a process in which aerodynamically concentrated clumps of pebbles undergo gravitational collapse to form 100-kilometer-class bodies. This mechanism explains the high prevalence of equal-sized binaries observed in the Kuiper Belt. The model predicts a broad inclination distribution and a predominance of prograde binary orbits, consistent with observations of trans-Neptunian binaries. Given its robustness across a wide range of protoplanetary disk conditions, the streaming instability is likely to have played a central role in seeding planetesimal formation throughout the Solar System and in other planetary systems as well.

Alessandro MorbidelliChaire Formation planétaire : de la Terre aux exoplanètesCollège de FranceAnnée 2025-2026Séminaire - Clara Maurel : Le paléomagnétisme des météorites : de l'évolution du disque protoplanétaire à la structure interne des corps parentsClara MaurelCNRS, CEREGE, Aix-en Provence

Alessandro MorbidelliChaire Formation planétaire : de la Terre aux exoplanètesAnnée 2025-2026Collège de FranceSéminaire - Yves Marrocchi : Histoire de la poussière du système solaire raconté par les chondresYves MarrocchiCNRS, CRPG, Nancy

Alessandro MorbidelliFormation planétaire : de la Terre aux exoplanètesCollège de FranceAnnée 2025-2026Séminaire - Adnan Ahmad : Formation des disques protoplanétaires et mécanismes de transport des CAIsAdnan AhmadCRAL, ENS Lyon

Alessandro MorbidelliChaire Formation planétaire : de la Terre aux exoplanètesCollège de FranceAnnée 2025-202602 - Les astéroïdes et leurs échantillons : les météorites – témoins des premières phases de la formation planétaire : Les météorites et leur provenance

Alessandro MorbidelliFormation planétaire : de la Terre aux exoplanètesCollège de FranceAnnée 2024-202508 - Origine et évolution du Système solaire externe : L'origine des satellites irréguliers des planètes géantes et des Troyens de Jupiter et Neptune dans le modèle de NiceRésuméLa capture des satellites irréguliers des planètes géantes et des Troyens de Jupiter et de Neptune, ainsi que leurs propriétés physiques et dynamiques, ne peuvent être expliquées ni par la simple croissance en masse des planètes géantes ni par leur migration dans le disque des planétésimaux. Seule l'instabilité planétaire décrite par le modèle de Nice, avec ses rencontres proches entre planètes, rend compte de l'existence et des caractéristiques de ces populations. Avec les orbites planétaires, l'existence et les propriétés des satellites irréguliers des planètes géantes ainsi que des Troyens de Jupiter et de Neptune constituent la preuve principale de la validité du modèle de Nice.

Alessandro MorbidelliFormation planétaire : de la Terre aux exoplanètesCollège de FranceAnnée 2024-202507 - Origine et évolution du Système solaire externe : L'origine de la ceinture de Kuiper dans le modèle de NiceRésuméL'instabilité planétaire décrite par le modèle de Nice propose une dynamique de Neptune qui diffère en partie de la migration graduelle vers l'extérieur précédemment utilisée pour expliquer la structure de la ceinture de Kuiper (voir cours 4). Il est donc nécessaire de revisiter l'origine de cette structure à la lumière du modèle de Nice pour en vérifier la validité. Il en ressort que certains aspects subtils de la distribution des objets transneptuniens ne peuvent être expliqués qu'en tenant compte d'une phase d'instabilité dynamique des planètes géantes, telle que celle décrite par le modèle de Nice.

Alessandro MorbidelliFormation planétaire : de la Terre aux exoplanètesCollège de FranceAnnée 2024-2025Séminaire - Philippine Griveaud : Un modèle de Nice construit à partir d'un disque protosolaire à faible viscositéPhilippine GriveaudMax Planck, HeidelbergRésuméCe séminaire présentera une toute nouvelle version du modèle de Nice, où la chaîne résonante des planètes est construite à partir de simulations de migration planétaire dans un disque protoplanétaire à faible viscosité. Dans ce scénario, Jupiter et Saturne sont capturées en résonance 2:1, avec des excentricités plus élevées que celles associées à leur résonance 3:2. Le séminaire examinera les avantages et les inconvénients d'un modèle de Nice basé sur de telles conditions initiales.

Alessandro MorbidelliFormation planétaire : de la Terre aux exoplanètesCollège de FranceAnnée 2024-202504 - Origine et évolution du Système solaire externe : Origine et évolution du Système solaire externeRésuméLa structure complexe de la ceinture de Kuiper suggère que le disque primordial des planétésimaux a été sculpté par des changements orbitaux irréversibles des planètes géantes. En effet, une fois le gaz du disque dissipé, les planètes doivent modifier leurs orbites tout en dispersant les planétésimaux de leurs voisinages. La migration de Neptune vers l'extérieur au cours de ce processus explique la formation des populations résonnante, chaude, du disque dispersé, ainsi que sa composante fossilisée. Cependant, dans ce scénario simplifié, les orbites planétaires restent trop circulaires et coplanaires. Le modèle de Nice est né de la quête d'un mécanisme capable d'augmenter les excentricités et les inclinaisons des orbites planétaires. Toujours fondé sur la migration induite par l'interaction avec les planétésimaux, la première version de ce modèle postule la traversée de la résonance 2:1 entre Jupiter et Saturne (qui se produit lorsque le rapport des périodes orbitales de ces deux planètes est égal à 2), déclenchant ainsi une instabilité dynamique du système planétaire.