Notre Système solaire se compose de huit planètes. C’est du moins ce que l’on sait avec certitude aujourd’hui. Mais des indices pointent une neuvième planète qui pourrait toujours se cacher au-delà de l’orbite de Neptune. © dottedyeti, Adobe Stock
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Et si la « planète 9 » se cachait dans des observations d'il y a 40 ans ?

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[EN VIDÉO] Une neuvième planète se cacherait dans le Système solaire  Des astronomes en sont convaincus : il existe une neuvième planète dans les confins du Système solaire. C'est ce qu'indiquent, selon eux, les orbites particulières de plusieurs objets de la ceinture de Kuiper et aussi de la planète naine Sedna, au-delà de Neptune. Les calculs lui donnent une masse comprise entre 5 et 10 fois celle de la Terre. Ce serait une géante de glace, à l’instar de Neptune. Elle serait actuellement dans la région de son orbite très elliptique la plus éloignée du Soleil. Il lui faudrait entre 10.000 et 20.000 ans pour boucler son orbite autour du Soleil. 

Aurait-on enfin trouvé la « planète 9 » ? Il est beaucoup trop tôt pour l'affirmer. Cependant, un candidat semble avoir été trouvé dans des données acquises par le satellite Iras en 1983. Seules des observations plus récentes permettront de confirmer ou non la réalité de cet objet.

Le 25 janvier 1983, l'Infrared Astronomical Satellite (Iras) était lancé pour réaliser un relevé complet des sources émettant dans l'infrarouge à 12, 25, 60 et 100 µm. Ce télescope spatial aura fonctionné jusqu'à l'épuisement de l'hélium liquide qui refroidit ses détecteurs, le 21 novembre 1983.

Dans les années 1980, des résidus inexpliqués dans l'orbite de Neptune suggéraient la présence d'une dixième planète (Pluton ayant encore ce statut à l'époque), la « planète X ». Bien qu'ils fussent beaucoup plus petits que les résidus de l'orbite d'Uranus qui avaient mené à la découverte de Neptune, ils avaient motivé la recherche d'une nouvelle planète par Clyde Tombaugh, qui a abouti à la découverte en 1930 de Pluton, même s'il est rapidement devenu clair que ce nouveau corps était trop petit pour expliquer les résidus de Neptune.

Une première recherche sans succès en 1983

En 1983, alors qu'il travaillait sur la préparation de l'IRAS Point Source Catalog, Michael Rowan-Robinson entreprit une recherche systématique de la planète X dans les données d'Iras. Lors d'une réunion organisée par la Royal Astronomical Society en 1991 sur « La dynamique du Système solaire et la planète X », l'astrophysicien britannique, aujourd'hui professeur émérite à l'Imperial College London, avait alors fait un rapport sur ses recherches, concluant à l'absence de planète X dans les 70 % du ciel qu'il avait pu étudier.

Par la suite, une nouvelle mesure de la masse de Neptune a éliminé les résidus de l'orbite de Neptune. L'absence de déviation des trajectoires des sondes Pioneer et Voyager montre qu'aucune planète massive inconnue du Système solaire ne réside dans le plan de l'écliptique, et les données de Wise ont permis de montrer qu'aucun objet de la masse de Saturne ou de Jupiter n'est présent dans le Système solaire à moins de 28.000 et 82.000 ua (0,44 et 1,30 année-lumière) respectivement.

Concept d'artiste de la planète 9 dans notre Système solaire. © R. Hurt, Caltech (Ipac)

Un candidat à confirmer

La découverte de dizaines de planètes naines et petits corps transneptuniens au cours des trente dernières années a conduit à la fois au reclassement de Pluton comme planète naine et au renouveau de l'hypothèse d'une planète lointaine encore inconnue. Rowan-Robinson a donc décidé de reprendre sa recherche dans les données d'Iras. En examinant les sources non identifiées dans trois catalogues Iras, il a pu en identifier certaines à des galaxies, à des sources galactiques ou encore à des cirrus (structures astronomiques filamentaires visibles en infrarouge).

Un seul candidat a réussi à passer les différents tests. Ce candidat serait à 225 ± 15 ua (environ 7,5 fois plus loin que Neptune) et aurait une masse entre 3 et 5 masses terrestres. Il se situe à une latitude écliptique très élevée et à une latitude galactique basse, ce qui peut expliquer pourquoi il n'a pas été trouvé dans les recherches précédentes. Des simulations dynamiques seront nécessaires pour déterminer si ce candidat est cohérent avec les éphémérides planétaires existantes et s'il peut expliquer le regroupement des orbites des objets transneptuniens extrêmes. Si c'est le cas, une recherche dans un anneau de rayon 2,5 à 4 degrés centré sur la position de 1983 aux longueurs d'onde visibles et proche infrarouge serait intéressante.

Que ce candidat soit réel ou non, Iras aura dans tous les cas permis de contraindre la présence d'objets massifs lointains. En effet, le télescope avait la capacité de détecter une planète de 10 masses terrestres à 380-600 ua et de 20 masses terrestres à 690-1000 ua (la limite supérieure correspondant à une atmosphère planétaire étendue). À titre de comparaison, Uranus et Neptune ont respectivement des masses de 15 et 17 masses terrestres.

Pour en savoir plus

De nouveaux indices pointent sur l'existence d'une neuvième planète dans le Système solaire

Article de Nathalie Mayer, publié le 4 octobre 2021

La Planète Neuf. Elle est traquée de toutes parts. Pourtant elle n'a encore jamais été observée. Alors, existe-t-elle vraiment ? Deux équipes de chercheurs posent aujourd'hui sur elle un nouveau regard. Qui permettra peut-être enfin de la débusquer...

Depuis quelques années, la rumeur enfle. Une neuvième planète se cacherait aux confins de notre Système solaire. Ce qui a mis la puce à l'oreille des astronomes ? Les orbites particulières de plusieurs objets de la ceinture de Kuiper. Toutes les hypothèses y passent. Même celles qui avancent que cette neuvième planète serait une exoplanète capturée par notre Système solaire. Ou... un petit trou noir !

Les simulations de l'évolution de notre Système solaire, quant à elles, peinent à expliquer la configuration de ce petit coin d'Univers. Parce qu'il leur manque des informations, avancent des chercheurs de l'université de Colombie britannique (Canada) et de l'université de l'Arizona (États-Unis). Ils suggèrent ainsi qu'une planète de la taille de notre Terre ou de Mars pourrait être née parmi les géantes gazeuses avant d'être poussée bien au-delà de l'orbite de Neptune.

Car selon les astronomes, il y a quelque chose d'étrange dans la configuration actuelle de notre Système solaire. Ils soutiennent qu'il est peu probable que la partie externe de notre système se compose de quatre planètes géantes puis rien d'autre que des planètes naines. Leurs simulations montrent qu'il devrait effectivement exister des planètes d'autres tailles. Et l'ajout d'une planète rocheuse entre les géantes produit un modèle plus précis. Au moins concernant les premiers stades du développement de notre Système solaire. Ensuite, celle-ci a pu rejoindre les planètes naines. Ou même, être littéralement expulsée vers l'espace interstellaire.

Où la Planète Neuf se cache-t-elle ? Et d’ailleurs, existe-t-elle réellement ? © dottedyeti, Adobe Stock

Une planète trahie par les objets transneptuniens

Alors que les chercheurs espèrent en apprendre plus grâce aux télescopes de nouvelle génération qui scruteront bientôt le ciel avec une acuité sans précédent, des astronomes de l’université de l’Oklahoma (États-Unis) ont eux aussi modélisé l'évolution de notre Système solaire. De ses quatre planètes géantes. Et du million d'objets glacés qui peuplent le disque de la ceinture de Kuiper. Le tout sur pas moins de 4 milliards d'années !

Les modèles incorporant une neuvième planète montrent que les objets lointains -- ceux qui ne se rapprochent jamais à moins de 40 à 50 fois la distance entre la Terre et notre Soleil -- ont tendance à se rassembler sur des orbites qui présentent une inclinaison relativement faible par rapport au plan du Système solaire. Une caractéristique qui semble signer la présence d'une neuvième planète. Car elle n'apparaît pas sur les modèles à huit planètes.

Ainsi, à défaut de mettre la main sur cette neuvième planète dont tout le monde parle, observer ce rassemblement d'objets lointain pourrait bien constituer une nouvelle preuve indirecte de son existence. Là encore, il faudra attendre la mise en service de nouveaux instruments. Le Legacy Survey Space and Time (LSST) de l'observatoire Vera C. Rubin, par exemple. Il commencera à observer le ciel en 2023 et devrait être capable de détecter les objets transneptuniens que recherchent tant les astronomes.

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