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Planète X : à quoi ressemble la neuvième planète du Système solaire ?

Notre Système solaire renferme-t-il une neuvième planète ? Il semblerait que oui. Cette géante gazeuse serait comparable en masse et en taille à Neptune et aurait migré, très tôt dans son histoire, à plus de 30 milliards de kilomètres du Soleil. Sa présence avait déjà été postulée pour expliquer certaines caractéristiques du Système solaire. Aujourd'hui, deux astronomes du célèbre California Institute of Technology (Caltech) enfoncent un peu plus le clou : les caractéristiques de certains corps de la ceinture de Kuiper ne semblent pas dues au hasard.

Des exoplanètes de masses comprises entre celle de la Terre et celle de Neptune sont nombreuses dans la Voie lactée et certains chercheurs se sont étonnés que notre Système solaire n'en possède pas. D'autres ont postulé leur existence mais ont fait intervenir des migrations ayant conduit ces exoplanètes à être avalées par le Soleil ou éjectées sur des orbites lointaines il y a environ 4,5 milliards d'années. Il se pourrait qu'une planète ressemblant à Neptune, que l'on voit ici sur cette photo prise par la sonde Voyager, existe bel et bien en orbite autour du Soleil, loin au-delà de Pluton. © Nasa Des exoplanètes de masses comprises entre celle de la Terre et celle de Neptune sont nombreuses dans la Voie lactée et certains chercheurs se sont étonnés que notre Système solaire n'en possède pas. D'autres ont postulé leur existence mais ont fait intervenir des migrations ayant conduit ces exoplanètes à être avalées par le Soleil ou éjectées sur des orbites lointaines il y a environ 4,5 milliards d'années. Il se pourrait qu'une planète ressemblant à Neptune, que l'on voit ici sur cette photo prise par la sonde Voyager, existe bel et bien en orbite autour du Soleil, loin au-delà de Pluton. © Nasa

Planète X : à quoi ressemble la neuvième planète du Système solaire ? - 2 Photos
Neptune nasa

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L'article publié dans Astronomical Journal par Mike Brown et Konstantin Batygin a explosé comme une bombe hier, mercredi 20 janvier 2016. Comme l’expliquent les deux astronomes dans la vidéo ci-dessous, ils pensent, rien de moins, avoir découvert une nouvelle planète dans le Système solaire.

Il ne s’agirait pas d’une planète naine comme Pluton ou Éris, précise d’emblée Mike Brown. En effet, selon le chercheur, avec une masse estimée à environ 10 fois celle de la Terre, une telle planète dominerait nettement son environnement du point de vue de la gravité. Elle réunirait en fait toutes les conditions faisant d’elle une planète au plein sens du terme, comme c’est le cas de la Terre ou Jupiter. Avec un périhélie et un aphélie estimés respectivement à 200 unités astronomiques (UA) et 600 voire 1.200 UA, l’astre bouclerait son orbite en 10.000 à 20.000 ans à une distance du Soleil de l’ordre de 20 fois celle de Neptune. Cet objet astronomique étant très peu lumineux et très froid, il n'est guère étonnant qu'il ait échappé jusqu’à présent à toute détection, y compris avec les instruments de la mission Wise.

Il y aurait donc une neuvième planète dans le Système solaire. Avant le déclassement de Pluton, sa découverte aurait été saluée comme celle de l’un des serpents de mer de l’astronomie : la planète X. En fait, l’existence supputée de cet astre ­– que Brown et Batygin ont temporairement baptisé Phattie, peut-être en référence à un instrument de musique (une grosse caisse) ­–, était attendue depuis quelques années suite à la découverte des exoplanètes.


Dans cette vidéo, Batygin et Brown présentent leurs travaux sur la possible existence d'une neuvième planète. Notez l'étrange regroupement des orbites des corps de la ceinture de Kuiper les plus lointains connus. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle avec deux barres horizontales en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître, si ce n'est pas déjà le cas. En cliquant ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, vous devriez voir l'expression « Traduire les sous-titres ». Cliquez pour faire apparaître le menu du choix de la langue, choisissez « français », puis cliquez sur « OK ». © Caltech

Cette géante gazeuse aurait migré il y a des milliards d'années

De nombreuses géantes gazeuses avaient tout d’abord été mises en évidence sur des orbites très rapprochées autour de leurs étoiles hôtes. Cela avait conduit à postuler l'existence de fréquentes migrations planétaires d’envergure dans les jeunes systèmes planétaires puis celle de nombreuses exoplanètes dont les masses seraient comprises entre celles de la Terre et de Neptune, notamment des superterres. Plusieurs chercheurs avaient ensuite modélisé la formation des planètes en tenant compte de l’importance des migrations planétaires. Ils en avaient déduit que notre propre Système solaire avait probablement dû contenir, à ses débuts, une superterre ou bien une autre géante gazeuse. Ce corps aurait été rapidement éjecté du Système solaire interne par les interactions gravitationnelles avec Jupiter et Saturne et placé sur une orbite éloignée, bien au-delà de la ceinture de Kuiper.

Il y a quelques années, le célèbre David Nesvorny, du Southwest Research Institute (SwRI), dans le Colorado, était ainsi arrivé à la conclusion que sans une cinquième planète géante semblable à Neptune et éjectée par les perturbations gravitationnelles, Vénus et Mars auraient été détruites. Il avait accrédité l’hypothèse de l’existence de cette cousine de Neptune en montrant notamment qu’elle permet d’expliquer l’une des énigmes de la structure du Système solaire : l’existence du « noyau » (kernel en anglais) de la ceinture de Kuiper.

Mais doit-on pour autant prendre au sérieux l’hypothèse de Konstantin Batygin et Mike Brown ? De nombreuses raisons y poussent, dont certaines seront examinées plus en détail dans un prochain article.

Sur ce diagramme, on constate que les axes des orbites des plus lointains corps de la ceinture de Kuiper connus (comme Sedna) sont étrangement regroupés dans des directions voisines mais aussi que, sur leurs orbites, ces corps eux-mêmes sont rassemblés dans une région. Selon les chercheurs, de telles caractéristiques n'ont que 0,007 % de chance d'être l'œuvre du hasard. Cependant, elles s'expliquent très bien en postulant dans des simulations numériques un corps céleste d'environ 10 fois la masse de la Terre sur une orbite opposée aux précédentes et actuellement éloigné des autres objets, comme le montre le dessin de l'artiste. Il s'agirait de la Planète 9, Planet Nine en anglais. C'est son champ de gravitation qui piègerait en quelque sorte les orbites des petites planètes, les empêchant de dériver pour adopter des caractéristiques dispersées.
Sur ce diagramme, on constate que les axes des orbites des plus lointains corps de la ceinture de Kuiper connus (comme Sedna) sont étrangement regroupés dans des directions voisines mais aussi que, sur leurs orbites, ces corps eux-mêmes sont rassemblés dans une région. Selon les chercheurs, de telles caractéristiques n'ont que 0,007 % de chance d'être l'œuvre du hasard. Cependant, elles s'expliquent très bien en postulant dans des simulations numériques un corps céleste d'environ 10 fois la masse de la Terre sur une orbite opposée aux précédentes et actuellement éloigné des autres objets, comme le montre le dessin de l'artiste. Il s'agirait de la Planète 9, Planet Nine en anglais. C'est son champ de gravitation qui piègerait en quelque sorte les orbites des petites planètes, les empêchant de dériver pour adopter des caractéristiques dispersées. © Caltech/R. Hurt (IPAC)

Une neuvième planète que traquera le télescope Subaru

Les deux chercheurs ne sont pas des inconnus ; leurs compétences leur ont valu de devenir membres du célèbre Caltech, l’institut californien où ont enseigné le légendaire Richard Feynman, Murray Gell-Mann (l’un des pères de la théorie des quarks et de la QCD) et Kip Thorne, à l’origine du scénario d’Interstellar.

Brown, en particulier, a découvert Éris en 2003, plus massive que Pluton et laissant penser que d’autres objets similaires existaient dans la ceinture de Kuiper. L'Union astronomique internationale (UAI) s’est alors vue contrainte de définir le terme « planète » pour la première fois de façon formelle, ce qui a conduit à déchoir Pluton de son titre de neuvième planète du Système solaire afin d’éviter une inflation du nombre de corps célestes pouvant prétendre à ce titre. Brown a à son tableau de chasse d’autres objets transneptuniens importants, dont Quaoar, Sedna et Makémaké. Il étudie aussi Europe et son océan.

Konstantin Batygin, d’origine russe, est considéré comme un prodige par ses collègues. À moins de 30 ans, le chercheur a déjà cosigné 45 articles sur la dynamique planétaire. Certains l’ont été avec le célèbre Alessandro Morbidelli, le mathématicien et astronome qui a fait de multiples contributions à la compréhension de la structure et de l'évolution du Système solaire. Avec ses collègues, Morbidelli a bouleversé notre conception de la formation du Système solaire en introduisant le fameux modèle de Nice reposant sur des migrations planétaires. Or, comme le rapporte le journal Science, Morbidelli a examiné le papier des deux chercheurs. Il a trouvé que leur travail était solide et plutôt convaincant.

Batygin et Brown ont eux-mêmes commencé par être très sceptiques et ils comprennent parfaitement la réaction de leurs collègues découvrant leur folle hypothèse. Mais, si l’on en croit la fameuse déclaration attribuée à Niels Bohr, l’hypothèse des deux chercheurs est assez folle pour être exacte. Pourtant, tout le monde ne sera sans doute pleinement convaincu que lorsque l’image de la neuvième planète apparaîtra grâce aux capteurs CCD de télescopes. Ceux de Subaru et du W. M. Keck Observatory sont assez puissants pour détecter la planète dans la région de la voûte céleste où elle pourrait se trouver mais cela pourrait bien prendre 5 ans, notamment parce qu'étant donné sa distance, elle bouge très lentement et est donc peu différente d'une étoile faiblement lumineuse. Un autre télescope aurait de meilleures chances de la trouver rapidement mais il est encore en construction : le LSST.


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