Nouvelle planète X

En 2006, Pluton a perdu son statut de neuvième planète du système solaire grâce aux efforts d’un astronome, Michael Brown. Avec ses collègues, il a découvert Eridu, puis d’autres planètes naines situées bien au-delà de l’orbite de Neptune. Ce faisant, il a prouvé que Pluton n’était pas assez grande et remarquable pour être considérée comme une planète à part entière. Aujourd’hui, Brown et notre compatriote Konstantin Batygin affirment que la nouvelle planète 9 est presque découverte… et qu’il ne reste plus qu’à la voir.

Caractéristiques de la «chasse aux planètes»

Oui, oui, personne n’a jamais vu la neuvième planète du système solaire «presque découverte» ! En fait, sa découverte est le fruit de longues observations des orbites des autres planètes. Selon les lois gravitationnelles de Kepler et de Newton, la place de chaque planète dans le système solaire est déterminée par ses caractéristiques, principalement sa masse. Et si l’orbite ne correspond pas aux paramètres de la planète ou présente un caractère anormal, cela signifie qu’elle est influencée par un autre objet, non moins massif. La première planète découverte par des équations mathématiques plutôt que par l’observation directe a été Neptune. En 1846, elle a été trouvée à un endroit calculé par le mathématicien français Urbain Leverrier.

Les meilleures photos de Neptune

Les planètes peuvent s’influencer mutuellement de manière très active : dans le passé du système solaire, elles ont parcouru des centaines de millions de kilomètres, s’approchant et s’éloignant du Soleil. Les géantes gazeuses se distinguent particulièrement. Dans les jeunes systèmes planétaires, elles engloutissent tous les embryons de planètes et restent accrochées à l’étoile, aussi près que Mercure. Elles sont donc très chaudes et instables. Les scientifiques appellent ces planètes «Jupiters chauds» ou «Neptunes chauds» en fonction de leur masse et de leur taille.

L’histoire mouvementée du système solaire

Cependant, Jupiter, la planète la plus grande et la plus influente du système solaire, a tout changé. Apparue à l’origine à une distance de 5 à 10 unités astronomiques du Soleil, elle a déclenché des collisions actives de matériaux dispersés dans le disque protoplanétaire autour du luminaire. Cela a déclenché la création d’autres géantes gazeuses comme Saturne ou Neptune à des distances tout aussi proches du Soleil.

Cependant, les planètes nouvellement formées se sont comportées de manière «ingrate», suivant les lois de la gravitation — elles ont poussé leur «parent» plus près du Soleil, sur l’orbite moderne de Mars. Ce faisant, Jupiter a envahi la partie intérieure du système solaire. Dans les autres systèmes planétaires, cette partie est la plus saturée de matière et d’objets spatiaux. Mais la lourde masse de Jupiter y a dispersé les embryons de planètes et d’astéroïdes, les jetant dans la fournaise nucléaire du Soleil ou les éjectant aux confins du système, dans la zone de l’actuelle ceinture de Kuiper et du nuage d’Oort.

Formation des planètes à partir de la nébuleuse autour d’une étoile (conception d’artiste)

Sans Saturne, qui a lié Jupiter par résonance orbitale et l’a amené sur son orbite actuelle, la géante gazeuse aurait pu ruiner définitivement le système solaire en en éjectant 99 % de la matière planétaire. Ces voyages ne sont toutefois pas passés inaperçus, puisque Neptune et Uranus ont échangé leurs orbites pour former la plupart des comètes à longue période.

Finalement, un équilibre inhabituel a régné dans le système planétaire du Soleil : les géantes gazeuses qui se forment à proximité de l’étoile se sont retrouvées à la périphérie, tandis que les «planètes solides» comme la Terre se sont rapprochées du Soleil. Mais certains astronomes pensaient que pour parvenir à cet équilibre, il fallait une autre planète, suffisamment massive pour influencer Neptune et Uranus, qui sont plus grandes. Cette planète X est recherchée par de nombreux astronomes depuis un siècle et demi, et il semble que Brown et Batygin s’en soient finalement approchés.

L’histoire de la recherche de la planète X

Après que Leverrier a calculé Neptune à partir des perturbations de l’orbite d’Uranus, les astronomes ont constaté que même sa présence n’expliquait pas les particularités de l’orbite de la géante de glace. Pendant un certain temps, les astronomes ont essayé de trouver une autre planète susceptible d’affecter les derniers grands objets du système solaire, mais ils n’ont réussi à trouver que Pluton, dont la masse et la direction de l’orbite ne pouvaient pas perturber les grands corps. La question des anomalies entre Uranus et Neptune a finalement été résolue par Voyager 2, qui a mesuré la masse de Neptune en 1989 et a ainsi constaté qu’il n’y avait pas de contradictions dans les orbites.

Les plus grands objets transneptuniens

À cette époque, la puissance des télescopes s’est considérablement accrue, permettant aux astronomes de scruter les profondeurs du système solaire. De nombreux objets transneptuniens ont été découverts — des planètes naines et de grands astéroïdes dont le point orbital le plus proche est plus éloigné du Soleil que Neptune. Ainsi, en 2005, on a découvert Erida, déjà mentionnée, la deuxième plus grande planète naine après Pluton. Et en 2003, ils ont trouvé Sedna, un objet d’un diamètre de plus de 2 000 kilomètres, qui se trouve à 1,4×10,11 km du Soleil — plus loin que n’importe quel grand objet transneptunien ! Elle a rapidement acquis toute une famille de «Sednoïdes», des objets transneptuniens isolés présentant des caractéristiques similaires.

La neuvième planète : où et pourquoi ?

En observant les planétoïdes nouvellement découverts, les astronomes C. Trujillo et S. Sheppard, ont découvert un schéma intéressant. La plupart d’entre eux ont des orbites allongées, en forme de comète, qui s’approchent brièvement du Soleil, à une distance de 40 à 70 unités astronomiques, puis s’en éloignent pendant des centaines, voire des milliers d’années. Et plus l’objet est grand, plus son éloignement est important. De plus, les sédnoïdes se sont écartés du Soleil dans la même direction.

Une telle coïncidence pourrait être une coïncidence s’il s’agissait d’une simple comète — au cours des milliards d’années de l’histoire du système solaire, elles ont été dispersées par toutes les planètes principales, en particulier les «voyageurs» déjà mentionnés que sont Jupiter, Uranus et Neptune. Cependant, une telle coïncidence dans les déviations de grands objets nécessite une très grande planète dont l’orbite atteindrait le nuage d’Oort.

La planète 9 et les orbites des objets transneptuniens qu’elle a affectés

C’est là que Brown et Batygin se sont distingués : en comparant les caractéristiques orbitales des sédiments, ils ont constaté mathématiquement que la probabilité de leur coïncidence aléatoire n’était que de 0,007 %. Les scientifiques sont allés plus loin et ont compilé un modèle informatique visant à trouver les caractéristiques d’une planète capable de modifier les orbites des corps situés au-delà de Neptune. Les données obtenues en janvier 2016 ont servi de base à l’annonce de la prédécouverte d’une nouvelle planète dans le système solaire.

Caractéristiques de la planète X

Lors d’interviews, Brown affirme qu’il y a 90 % de chances que la nouvelle planète soit découverte. Cependant, tant qu’elle n’est pas effectivement détectée, à l’aide d’un télescope, il est trop tôt pour parler d’une découverte définitive. Néanmoins, les caractéristiques estimées de la planète 9 ont été publiées et seront utilisées pour les recherches à venir.

• Les paramètres orbitaux de la planète X refléteront ceux des sédiments — l’orbite de la planète sera toujours allongée, excentrique et inclinée par rapport au plan des principales planètes du système solaire, mais dirigée dans une direction différente. En conséquence, le périhélie de la planète — le point d’approche maximale du Soleil — sera de 200 unités astronomiques au point le plus proche, l’aphélie — la distance maximale — atteignant 1200 unités astronomiques. C’est encore plus que Sedna ! Une année sur Planète 9 durera jusqu’à 20 000 années terrestres, ce qui correspond au temps nécessaire pour parcourir l’ensemble de l’orbite.

L’orbite de Sedna et les objets du système solaire. L’orbite de la planète X est encore plus large.

• Pour affecter les planétoïdes, la planète X devra avoir une masse importante. Elle est donc considérée comme 10 fois plus lourde que la Terre et 2 à 4 fois plus volumineuse. Toutefois, ces chiffres sont calculés par rapport à Neptune et Uranus. Les astronomes pensent que les paramètres de la planète X devraient être similaires à ceux de ces deux planètes.
• Comme Neptune et Uranus, la neuvième planète sera une géante de glace — une boule de glace, de roche et de divers gaz plus lourds que l’hydrogène et l’hélium. Sa consistance finale est toutefois inconnue. La planète X a parcouru un très long chemin à travers le système solaire au cours duquel elle a recueilli ses matériaux ; sa composition pourrait donc différer des prévisions des scientifiques.

Une planète éloignée du Soleil est difficile à détecter : il faut pour cela des télescopes fonctionnant dans le spectre infrarouge ou de puissants dispositifs optiques capables de capter le moindre reflet solaire à la surface. Avec des télescopes infrarouges, le travail est plus rapide, mais des erreurs sont possibles, tandis qu’avec des télescopes optiques, les résultats sont fiables, mais au prix d’un gain de temps. Le télescope orbital infrarouge WISE, qui a effectué un relevé à large bande en 2009, n’a pas encore détecté la planète X, bien qu’il ait fourni des images raisonnablement détaillées.

C’est pourquoi Brown, Batygin et d’autres astronomes prévoient de le trouver en utilisant le télescope Subaru à Hawaï, qui est considéré comme l’un des télescopes les plus grands et de la plus haute qualité au monde — le diamètre de son miroir principal dépasse les 8 mètres ! En outre, il est capable de travailler à la fois dans les domaines de la lumière optique et de l’infrarouge. Mais même avec un tel instrument, les scientifiques auront besoin d’au moins 5 ans pour mettre un terme à la question de la planète X.

Date de publication: 12-26-2023

Mettre à jour la date: 12-26-2023