Plus d’une centaine d’objets célestes découverts aux confins de Système solaire

Le Dark Energy Survey (DES) est un programme international qui, entre 2013 et 2019, a recueilli, grâce au télescope Victor M. Blanco de l'observatoire interaméricain du Cerro Tololo (Chili), des données haute définition. Des données destinées à mieux comprendre la nature de l'énergie sombre. Mais des chercheurs de l'université de Pennsylvanie (États-Unis) annoncent aujourd'hui qu'ils ont habilement réussi à profiter de ses performances pour débusquer plus d'une centaine de nouveaux objets situés aux confins du Système solaire, des objets transneptuniens. Le tout grâce à une méthode qui pourrait aider à trouver enfin la mystérieuse planète 9 qui se cacherait dans la région.

Ce sont l'étendue et la profondeur de couverture du DES qui le rendent particulièrement adapté à la recherche de tels objets. Mais il a fallu aux chercheurs trouver un moyen de repérer les mouvements de potentiels objets croisants aux confins du Système solaire à partir des données de ce programme conçu pour étudier les galaxies et les supernovaesupernovae.

C'est dans un ensemble de quelque sept milliards de points que les astronomesastronomes ont cherché. Ils ont d'abord éliminé les objets identifiés comme des étoilesétoiles, des galaxies ou des supernovae. Ces points qui reviennent au même endroit sur plusieurs nuits. Restaient alors encore tout de même 22 millions d'objets potentiels à trier. En pointant les paires et les triplets apparaissant à proximité, ils ont pu réduire la liste à quelque 400 candidats présents pendant au moins six nuits différentes.

Sur ce schéma, la localisation des objets transneptuniens observés par les chercheurs de l’université de Pennsylvanie (États-Unis). Les couleurs des points donnent une idée de la distance à laquelle ces objets se situent de notre Soleil. Deux d’entre eux orbiteraient à quelque 90 fois la distance qui sépare la Terre du Soleil. © Pedro Bernardinelli, Université de Pennsylvanie

Sur les traces de la planète 9

Les chercheurs ont ensuite repris les données d'origine du DES pour vérifier s'ils pouvaient trouver des images de ces candidats, là où les objets devraient se trouver, des images qui auraient initialement été négligées et qu'ils ont fait apparaître plus nettement en combinant plusieurs images. Une méthode mise à l'épreuve sur des objets transneptuniens connus.

Ainsi, les astronomes ont ainsi observé 316 objets transneptuniens dont 139 n'avaient encore jamais été pointés. C'est tout de même environ 10 % de la totalité des objets de ce type que l'on connait à ce jour. Et tous orbitent à une distance comprise entre 30 et 90 fois la distance Terre-SoleilSoleil. Pour comparaison, PlutonPluton tourne à une distance du Soleil environ égale à 40 fois la distance Terre-Soleil.

Grâce à cette nouvelle méthode de détection, les chercheurs espèrent pouvoir encore trouver quelque 500 autres objets transneptuniens dans les données du DES. Et ils comptent déjà l'exploiter du côté de l'Observatoire Vera-C.-Rubin, qui devrait être pleinement opérationnel d'ici 2022 et fournir alors des données encore plus précises que le DES.

En étudiant les orbitesorbites de tous ces objets transneptuniens, les astronomes pourraient enfin être capables de débusquer, si elle existe, la fameuse planète 9. Cette planète hypothétique, de la taille de NeptuneNeptune, orbiterait bien au-delà de Pluton.

Découverte de plusieurs objets transneptuniens extrêmes

Les mêmes chercheurs qui avaient déniché il y a quelques années des objets transneptuniens extrêmes dans les confins du Système solaire -- avec des orbites particulières qui suggèrent l'influence d'une neuvième planète --, présentent une nouvelle collection de corps célestes comparables. « Plus nous en découvrirons, mieux nous pourrons comprendre ce qui se passe dans le Système solaire externe », a déclaré l'un des découvreurs.

Article de Xavier DemeersmanXavier Demeersman paru le 04/09/2016

Illustration de l’hypothétique planète X. Les orbites similaires de plusieurs objets transneptuniens extrêmes ont conduit des chercheurs à suggérer son existence dans les confins du Système solaire. © Caltech, R. Hurt (IPAC)

Nous sommes encore loin de connaître le Système solaire jusque dans ses moindres recoins, situés à plusieurs centaines ou milliers de fois la distance entre la Terre et le Soleil. Ces dernières années, plusieurs chercheurs ont postulé l'existence d’une neuvième planète (aussi désignée planète X) qui se serait dérobée à nos yeuxyeux jusqu'à présent.

Parmi les premiers à avoir proposé cette hypothèse, figurent Scott Sheppard, du Carnegie Institution for Science et Chadwick Trujillo, de la Northern Arizona University. Ils la formulèrentdans la foulée de leurs découvertes de plusieurs objets célestes de petite taille se trouvant au-delà de Neptune.La similarité des orbites de ces corps les conduisit à la supposition suivante : un corps plus massif que notre Planète doit influencer ces objets.

Récemment, ils viennent de soumettre leurs dernières découvertes dans ce domaine au bureau des planètes mineures de l'UAI, l'Union astronomique internationaleUnion astronomique internationale (leur étude a été acceptée pour publication dans The Astronomical Journal). Pour les auteurs : « Les objets trouvés loin au-delà de Neptune détiennent la clé sur les origines et l'évolution de notre Système solaire ».

Des objets transneptuniens difficiles à débusquer

Très éloignés, petits, lents et sombres, ces « objets transneptuniens extrêmes », supposés être des milliers, sont très difficiles à débusquer. « Plus nous en découvrirons, mieux nous pourrons comprendre ce qui se passe dans le Système solaire externe », insiste Scott Sheppard. Grâce à eux, les chercheurs entendent bien en déduire la position de l'hypothétique planète X.

Ces nouveaux objets ont été identifiés -- pour l'instant, seuls 10 % de la voûte céleste ont été fouillés -- lors de leurs sondages effectués grâce à la caméra Dark Energy installée sur un télescope de 4 mètres de la NOAO, au Chili, et la Hyper Suprime Camera sur le Subaru, 8 mètres de diamètre, à Hawaï. Parmi eux, certains, comme 2014 SR349, partagent les mêmes caractéristiques orbitalesorbitales que ceux de la précédente collection.

D'autres ont l'un des six paramètres orbitaux étayant la thèse d'une neuvième planète qui diffère, par exemplela longitudelongitude de périhéliepérihélie, dans le cas de2013 FT28.

Avec la complicité de David Tholen, de l'université d'Hawaï, les chercheurs ont aussi débuché un objet avec une orbite très allongée qui l'éloigne jusqu'à 3.000 unités astronomiquesunités astronomiques du Soleil. 2014 FE72 est le premier objet du nuage de Oortnuage de Oort observé dont l'orbite est entièrement au-delà de celle de Neptune. Il n'est pas exclu qu'il soit sous l'emprise gravitationnelle de forces extérieures comme des étoiles du voisinage ou encore les forces de maréeforces de marée de la Galaxie.

« Nous sommes à présent dans une situation similaire à celle du milieu du XIX^e siècle, a rappelé S. Shepard, lorsqu'Alexis Bouvard remarqua que le mouvement orbital d'UranusUranus était particulier, ce qui conduisit finalement à la découverte de Neptune ».