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Il y a probablement une autre planète dans notre système solaire

Il y a probablement une autre planète dans notre système solaire

Une équipe d’astronomes prédit que s’il existe, le mystérieux « Planète 9 » sera probablement découvert d’ici une vingtaine d’années.

Quand il s’agit d’explorer le système solaire, les astronomes ont un secret embarrassant. Malgré 400 ans d’observation des étoiles, ils n’ont découvert que deux grands objets qui auraient été inconnus des anciens : Uranus en 1781 et Neptune en 1846.

Ce n’est pas faute d’avoir essayé. La possibilité d’une planète inconnue juste au-delà de la portée d’observation a attiré les astronomes comme des papillons de nuit vers une flamme. Quelques-uns ont réussi. Plusieurs astronomes ont découvert ensemble Neptune après avoir remarqué que les autres planètes étaient poussées gravitationnellement par une masse inconnue.

Neptune n’a pas entièrement résolu ces divergences, et la chasse s’est poursuivie jusqu’au XXe siècle, culminant avec la découverte de Pluton en 1930. Mais Pluton s’est avéré si petit qu’il ne pouvait pas expliquer le coup de pouce. En effet, elle fut plus tard rétrogradée (de façon humiliante) à une « planète naine ».

Mais la chasse à la planète X s’est poursuivie jusqu’à ce que des astronomes réalisent que les irrégularités des orbites d’Uranus et de Neptune étaient des erreurs d’observation. Ce n’est qu’après le survol de ces planètes par Voyager 2 en 1986 et 1987 que cela a été mis au jour.

D’autres observations curieuses ont également déclenché la chasse à l’oie sauvage. La découverte d’anomalies sur l’orbite de Mercure a poussé les astronomes à rechercher une planète mystérieuse qu’ils croyaient être la cause de ces anomalies, qu’ils ont nommée Vulcain. Mais la recherche a dû être abandonnée quand Einstein a montré que les idiosyncrasies orbitales de Mercure étaient causées par le soleil et la façon dont sa masse énorme déforme l’espace-temps.

Insouciants, les astronomes ont une fois de plus capté l’odeur. Cette fois, c’est la chasse à un corps lointain qu’ils appellent Planète 9. Et aujourd’hui, Konstantin Batygin, du California Institute of Technology à Pasadena, et quelques collègues exposent les preuves qui en ont découlé au cours des deux dernières décennies. Ils avancent un argument convaincant à l’effet qu’une recherche est justifiée. Et ils disent : « Il est probable que si la planète Neuf existe, elle sera découverte dans la prochaine décennie. »

Alors, quelle est cette preuve ? Au cours des 20 dernières années, les astronomes ont découvert de nombreux petits corps en orbite au-delà de Neptune, dont beaucoup ont des orbites hautement elliptiques qui les amènent aux confins du système solaire, plusieurs centaines de fois plus loin du Soleil que la Terre.

Ces objets trans-Neptuniens – dont Pluton est un – se trouvent dans une région connue sous le nom de la ceinture de Kuiper. Mais ils ne sont en aucun cas un amas uniforme de roches et de glace. Au lieu de cela, les corps trans-Neptuniens tombent dans plusieurs classes déterminées par leur configuration orbitale.

Ces objets sont si petits qu’ils sont facilement secoués par les champs gravitationnels de leurs grands cousins, en particulier Neptune. En effet, les astronomes les traitent comme des points et sont donc capables de tracer la dynamique gravitationnelle.

Et cela m’amène à un point de vue important. Quelle que soit leur orbite, les trajectoires qu’ils tracent doivent être le résultat de forces exercées par des planètes plus grandes.

L’effet de Neptune est facile à voir parce qu’il n’arrête pas de repousser et de rassembler des objets plus petits. En effet, une proportion significative d’objets trans-Neptuniens orbite en résonance avec Neptune.

Mais une classe beaucoup plus petite, connue sous le nom de population détachée, a des propriétés orbitales totalement différentes. Certaines ont des orbites rétrogrades, d’autres sont très excentriques ou sur des chemins très inclinés par rapport au plan du soleil.

Neptune ne peut pas expliquer ce genre de comportement. Donc, l’hypothèse que Batygin et d’autres explorent est qu’un autre objet massif – appelé Planète 9 – doit en être responsable.

De plus, ces objets détachés semblent former leurs propres système. Leurs orbites elliptiques, par exemple, s’alignent de façon coordonnée, ce qui suggère une sorte d’effet de troupeau. Cela aussi est cohérent avec la présence d’une Planète 9.

Quel genre de planète pourrait faire ça ? Batygin et ses collaborateurs affirment que les preuves mènent à une description étonnamment détaillée de ce à quoi doit ressembler Planète 9 et de ce à quoi elle ne peut ressembler.

Une possibilité est que ces coups gravitationnels proviennent d’une étoile naine compagne du soleil, orbitant des milliers de fois plus loin que la Terre.

Mais cela a été exclu par les études infrarouges à la recherche d’un tel objet. Planète 9 ne peut pas non plus être de la taille de Saturne ou plus grande, car nous aurions déjà dû voir un objet aussi grand.

Lorsque toutes les contraintes sont prises en compte, Batygin et Cie peuvent être étonnamment précis sur le type de planète qu’ils recherchent et l’endroit où ils devraient la trouver. La planète 9, disent-ils, doit avoir une masse entre 5 et 10 fois celle de la Terre. Elle doit orbiter le soleil de 400 et 800 fois plus loin que la Terre. Et son orbite doit être inclinée de 15 à 25 degrés par rapport au plan du système solaire.

Vu ce niveau de détail, il est facile d’imaginer que Batygin et son équipe peuvent pointer du doigt une zone du ciel et dire : « Regardez là. » Ce n’est pas le cas. Pour le découvrir, il faudra probablement effectuer une étude spécifique à l’aide de certains des plus grands télescopes du monde.

La planète 9 est susceptible d’avoir une magnitude comprise entre 19 et 24. « Un tel objet est facilement observable par la génération actuelle de télescopes équipés de caméras à grand champ, comme la caméra à énergie noire du télescope Blanco de 4 m au Chili et la caméra Hyper-Suprime du télescope Subaru à Hawaii, explique Batygin. « Par conséquent, la planète 9, si elle existe telle qu’elle est décrite ici, sera probablement découverte d’ici une décennie. »

Il y a une autre possibilité : que les orbites étranges de ces objets détachés et les amas qu’ils forment ne soient qu’un hasard, un alignement aléatoire au moment précis où les astronomes regardent. Bien sûr, Batygin et Co sont conscients de cette possibilité, mais ils calculent sa probabilité à seulement 0,2%. Néanmoins, des coïncidences plus étranges se sont produites.

Dans l’ensemble, Batygin et ses collaborateurs ont présenté un défi fascinant pour la communauté astronomique dans un article très lisible et bien écrit. La course est lancée, et les astronomes préparent leurs télescopes.

L’enjeu est un niveau de gloire dont peu d’astronomes ont joui dans l’histoire. La planète 9 – elle existe – cimentera le nom de son découvreur dans l’histoire.

Espérons qu’il ou elle pourra trouver un meilleur nom pour la planète elle-même.

Réf : arxiv.org/abs/1902.10103 : L’hypothèse des neuf planètes

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