À la recherche de la neuvième planète

À la recherche de la neuvième planète

Avec des calculs complexes, deux chercheurs américains ont conclu qu’une neuvième planète très lointaine devait exister dans le Système solaire. Sa seule image est en fait une illustration : aucun télescope ne l’a trouvée pour le moment.

Va-t-il falloir encore changer les livres d’astronomie ? Rappelons-nous qu’en 2006, l’Union Astronomique Internationale, après plusieurs réunions et un vote final, avait décidé que Pluton n’était plus une planète à part entière (comme Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune) mais une planète naine. Raison invoquée : Pluton ne domine pas sa zone orbitale qu’elle partage avec d’autres corps de taille comparable. Patatras ! Il n’y avait plus 9 planètes dans le Système solaire, mais plus que 8… Tous les livres d’astronomie devenaient subitement faux !

Mike Brown (à gauche) et Konstantin Batygin : les deux astronomes américains qui estiment, calculs à l’appui, qu’une neuvième planète lointaine existe dans le système solaire. Crédit : Caltech

Mike Brown (à gauche) et Konstantin Batygin : les deux astronomes américains qui estiment, calculs à l’appui, qu’une neuvième planète lointaine existe dans le système solaire. Crédit : Caltech

Toutefois, la découverte annoncée de la neuvième planète par les chercheurs américains du Caltech (institut de technologie de Californie) Mike Brown et Konstantin Batygin ne va pas forcer à réécrire les livres. Enfin, pas tout de suite… La découverte de ce nouveau monde est en effet avant tout mathématique et aucun télescope ne l’a pour le moment observé. Cela fait des décennies que les astronomes soupçonnent qu’au-delà de l’orbite de Neptune résident peut-être des objets, non pas de taille modeste comme Pluton, Sedna ou Éris, mais des planètes de la taille de Mars ou plus. C’est Mike Brown qui a ainsi trouvé, avec des collègues, Sedna et Éris et bien d’autres comme Hauméa, Quaoar, Makémaké, etc. Ce sont cependant tous des objets, appelés transneptuniens, de taille modeste plus petits que Pluton ou très proche en taille.

Pour aller plus loin, il s’est intéressé à l’orbite de 6 objets bien particuliers, dont Sedna. Si on prend le cas de Sedna, cette planète naine plus petite que Pluton avec un diamètre de 1000 km, on remarque qu’elle s’approche au plus près du Soleil à 11,3 milliards de km (ou 76 Unités Astronomiques, soit 76 fois la distance Terre-Soleil) pour s’en éloigner à plus de 145 milliards de km ou 954 Unités Astronomiques ! Il s’agit là d’une orbite dite très excentrique en raison de l’énorme différence qui existe entre la distance au plus près (périhélie) et au plus loin (aphélie) de notre étoile.

L’orbite de la neuvième planète (notée Planet Nine) apparaît en jaune orangé sur ce schéma. En violet, les orbites des objets transneptuniens (dont Sedna) qui s’expliquent par la présence de la neuvième planète. Au centre de ce schéma, les tout petits cercles représentent les orbites des planètes allant de Mercure à Neptune ! Ceci montre à quel point ces mondes sont lointains. Crédit : Caltech

L’orbite de la neuvième planète (notée Planet Nine) apparaît en jaune orangé sur ce schéma. En violet, les orbites des objets transneptuniens (dont Sedna) qui s’expliquent par la présence de la neuvième planète. Au centre de ce schéma, les tout petits cercles représentent les orbites des planètes allant de Mercure à Neptune ! Ceci montre à quel point ces mondes sont lointains. Crédit : Caltech

C’est ici que les mathématiques entrent en jeu. Brown et Batygin soulignent que si les caractéristiques orbitales des 6 objets transneptuniens qu’ils ont retenus avaient été dues au hasard, les chances seraient de 0,007 %. Pour les deux chercheurs, une explication plus plausible consisterait en un objet du Système solaire resté non-détecté et qui par sa masse engendrerait des perturbations gravitationnelles qui forcent les 6 objets à suivre les orbites constatées. Leurs modèles théoriques, basés sur des calculs pointus, font ressortir l’idée d’une planète d’environ 10 fois la masse de la Terre (donc de 2 à 4 fois plus grande en diamètre en fonction de la densité) qui tournerait autour du Soleil en 10 000 à 20 000 ans. Au plus près, cette neuvième planète serait entre 200 à 350 Unités Astronomiques du Soleil, s’en éloignant jusqu’à 500 voire 1200 Unités Astronomiques. Ce qui signifie que ce monde peut être 1200 fois plus loin du Soleil que notre bonne vieille planète Terre ! De fait, à de telles distances la découverte de Brown et Batygin reçoit peu de lumière du Soleil et présente du coup une très faible luminosité. Ce très modeste éclat pose un sérieux problème technique puisqu’on est alors à la limite des capacités d’observation des plus puissants télescopes, terrestres ou spatiaux, à notre disposition. À cela s’ajoute une autre difficulté non moins épineuse : où regarder ? En effet, les deux chercheurs ne peuvent pas déterminer où la planète serait sur son orbite, sans compter que les marges d’erreur sont énormes.

Cet autre schéma montre l’orbite de la neuvième planète (jaune orangé), et celles des 6 objets transneptuniens à l’origine de sa déduction (violet). La présence de la neuvième planète fait que d’autres objets devraient suivre des orbites à 90° par rapport à son plan orbital. En vert-bleu, 5 objets connus qui répondent à cette exigence. Crédit : Caltech

Cet autre schéma montre l’orbite de la neuvième planète (jaune orangé), et celles des 6 objets transneptuniens à l’origine de sa déduction (violet). La présence de la neuvième planète fait que d’autres objets devraient suivre des orbites à 90° par rapport à son plan orbital. En vert-bleu, 5 objets connus qui répondent à cette exigence. Crédit : Caltech

Comment se lancer à la recherche d’une planète qui n’existe peut-être pas sans savoir où elle est ? Brown et Batygin ont, pour tenter d’y parvenir, déterminé de vastes zones du ciel où elle peut se situer (comprenez les nombreuses possibilités d’orbites qui répondent à leur modèle mathématique). Une première étape consiste à vérifier si la neuvième planète n’aurait pas été saisie, sans qu’on le sache, au sein d’observations du ciel déjà effectuées. Il s’agit de trier les données des catalogues de télescopes spatiaux ou au sol qui ont balayé le ciel. Pour l’instant, rien n’a été trouvé jusqu’à la magnitude 22 (plus le chiffre est élevé et moins c’est lumineux).

La neuvième planète : une image qui n’est qu’une illustration puisqu’aucun télescope ne l’a observée. Ici, l’artiste s’est visiblement inspiré de Neptune car ce monde pourrait en être proche en taille et masse. Ce pourrait être un très lointain monde glacé… Crédit : Caltech

La neuvième planète : une image qui n’est qu’une illustration puisqu’aucun télescope ne l’a observée. Ici, l’artiste s’est visiblement inspiré de Neptune car ce monde pourrait en être proche en taille et masse. Ce pourrait être un très lointain monde glacé… Crédit : Caltech

Si ce nouveau monde est loin du Soleil sur son orbite, il faut par exemple des télescopes géants du calibre du VLT européen (4 télescopes de 8,5 m de diamètre au Chili) ou du Subaru japonais de 8,5 m à Hawaii pour le débusquer. Seul ce type d’observatoire serait capable de photographier la faible quantité de lumière (au-delà de la magnitude 22 donc) que ce monde renvoie de notre étoile. Le problème est que de tels télescopes ne visent qu’une toute petite portion du ciel et cela peut du coup prendre énormément de temps. Mike Brown raisonne que si la neuvième planète était au plus près de notre étoile (entre 200 et 350 Unités Astronomiques), elle aurait déjà été trouvée, car alors plus visible (recevant plus de lumière de notre Soleil). Il estime donc qu’elle est, hélas, plutôt sur la partie de son orbite où elle est très loin, ce qui ne facilite pas les choses. Les livres d’astronomie bénéficient peut-être ainsi d’un répit avant de devoir être réécrits !

Sur leur blog, Mike Brown et Konstantin Batygin ont posté cette photo où on les voit en train de relire le papier qu’ils ont soumis au prestigieux Astronomical Journal, une publication scientifique de référence. Crédit : DR

Sur leur blog, Mike Brown et Konstantin Batygin ont posté cette photo où on les voit en train de relire le papier qu’ils ont soumis au prestigieux Astronomical Journal, une publication scientifique de référence. Crédit : DR

La NASA s’est déclarée intéressée par cette quête, même si son communiqué officiel reste très prudent. Dans une vidéo publiée suite à l’annonce de Brown et Batygin, le directeur des sciences planétaires de l’agence américaine, Jim Green, rappelle la nécessité d’étudier et d’explorer le système solaire et trouve «excitante» l’idée d’une neuvième planète. Il pointe toutefois qu’il ne s’agit pas de la détection d’une nouvelle planète, mais du «début d’un processus qui peut aboutir à un résultat passionnant».

 

Mike Brown et Konstantin Batygin ne manquent pas d’humour : sur leur blog ils ont détourné l’affiche du fameux film de SF Plan Nine From Outer Space (longtemps considéré comme la pire œuvre de SF au cinéma, mais aujourd’hui culte) en Planet Nine From Outer Space (planète 9 de l’espace lointain) avec en haut la mention «explique l’alignement orbital des objets lointains du système solaire» et en bas «se cache au-delà de Neptune, attendant… d’être trouvée». Crédit : DR

Mike Brown et Konstantin Batygin ne manquent pas d’humour : sur leur blog ils ont détourné l’affiche du fameux film de SF Plan Nine From Outer Space (longtemps considéré comme la pire œuvre de SF au cinéma, mais aujourd’hui culte) en Planet Nine From Outer Space (planète 9 de l’espace lointain) avec en haut la mention «explique l’alignement orbital des objets lointains du système solaire» et en bas «se cache au-delà de Neptune, attendant… d’être trouvée». Crédit : DR

     

     

     

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