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Loi de Titius-Bode : la planète manquante entre Mars et Jupiter

Dossier - L'histoire de l'univers
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Un dossier qui retrace l'histoire de l'univers, du Big Bang à la Grande Oxygénation, en passant par la naissance du Soleil et l'apparition de la vie.

  
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13,7 milliards d’années après le Big Bang : 1766 ans après le début de notre ère.

Montage des images des huit planètes du Système solaire enregistrées par différents engins spatiaux. De haut en bas : Mercure, Vénus, la Terre (avec la Lune), Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. © Martin Kornmesser, CC BY-SA 3.0

Johann Tietz (dit Titius) établit une relation entre les rayons des orbites planétaires validée en 1781 par la découverte d'Uranus, ce qui pousse Johann Bode à rechercher la planète qui manquerait entre Mars et Jupiter.

En prenant les nombres de la suite : 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, en leur ajoutant 4 et en les divisant par 10, on obtient une nouvelle suite : 0,4 ; 0,7 ; 1 ; 1,6 ; 2,8 ; 5,2 ; 10 ; 19,6. Or il s'avère que l'échelonnement des distances au Soleil exprimées en unité astronomique (UA) des cinq planètes connues au milieu du XVIIIe siècle s'ajuste bien à cette dernière suite. Lorsque Titius publie en 1766 cette loi empirique, il ne manque à l'appel que deux planètes : celles qui devraient se situer à 2,8 et 19,6 UA du Soleil.

L'hypothèse de la planète manquante

La découverte d'Uranus par William Herschel en 1781 semble valider cette loi, reformulée entretemps par Bode. La distance de la nouvelle planète au Soleil (19,2 UA) est en effet très proche de la valeur prédite par la loi empirique devenue celle de Titius-Bode. Bode se persuade alors de l'existence d'une planète inconnue, située à 2,8 UA du Soleil. Les astronomes se mettent en chasse de la planète manquante : en 1801, Giuseppe Piazzi découvre Cérès ; en 1802, Heinrich Olbers, Pallas. Ces deux astres, d'une taille bien trop modeste pour justifier l'appellation de planète, ne sont que l'avant-garde d'une population de petits corps qui constituent la Ceinture d'astéroïdes. L'idée est alors avancée que tous ces petits corps sont les débris d'une planète ; on lui donne même un nom : Phaéton. Cette hypothèse est toutefois rejetée de nos jours et on estime plutôt que les perturbations gravitationnelles de Jupiter interdisent toute formation planétaire entre Mars et Jupiter.

La chasse à la planète manquante contribue toutefois indirectement à la découverte de Neptune en 1846. Mais cette dernière évolue à 30 UA du Soleil au lieu des 38,8 prévues par la loi de Titius-Bode qu'il faut donc se résigner à ranger au rayon des curiosités astronomiques du passé...