Une planète plus grande que la Terre pourrait se cacher dans les profondeurs glaciales et sombres du système solaire. Les curieuses orbites d’astres gelés lointains trahissent la présence de cette planète, loin derrière Pluton.
Décrite dans la revue Astronomical Journal, la signature gravitationnelle d’une grande planète cachée est inscrite dans les orbites inhabituelles de ces astres lointains. Connus sous le nom d’objets de l’extrême ceinture de Kuiper, ces corps au comportement chaotique tracent d’étranges cercles autour du soleil qui constituent depuis des années un véritable mystère pour les scientifiques.
C’est la preuve séduisante qu’une neuvième planète pourrait faire partie du système solaire, même si l’astre n’a pas encore été détecté.
« S’il doit y avoir une autre planète dans le système solaire, ce serait elle, » dit Greg Laughlin de l’Université de Californie à Santa Cruz. « Ce serait extraordinaire qu’il y en ait une. On croise les doigts. Ce serait incroyable. »
Selon les calculs de l’équipe, la planète, si elle existe, serait environ dix fois plus lourde que la Terre, soit environ trois fois plus grosse. Cela ferait d’elle une super-Terre, ou une mini-Neptune, un type de planète que la galaxie sait très bien assembler mais remarquablement absente de notre région.
Il est vrai que c’est très, très loin. D’après les simulations, le point le plus proche du Soleil de la planète serait 200 à 300 fois plus éloigné que celui de la Terre. Quant à son point le plus distant ? Aux confins du système solaire, entre 600 et 1200 fois plus éloigné que celui de la Terre.
« Cet objet se trouve sur une orbite exceptionnellement longue et glaciale, et la durée de sa révolution complète autour du soleil est probablement de l’ordre de 20 000 ans, » explique Konstantin Batygin de Caltech, l’un des deux détectives partis à sa recherche.
Prédire la « Planète 9 »
Batygin et son collègue de Caltech Mike Brown n’envisageaient pas de rechercher la preuve de l’existence d’une nouvelle planète voisine. C’est arrivé par accident. En 2014, une autre équipe avait découvert un objet appelé 2012VP113. Surnommé familièrement « Biden », le nouvel astre avait une orbite énigmatique similaire à celle de Sedna, autre astre découvert au-delà de Pluton.
Sedna et Biden suivent tous deux des chemins plutôt distordus autour du Soleil, indiquant aux scientifiques que la gravité d’un objet distant pourrait bien sculpter ces étranges orbites, ainsi que celles de quelques autres astres éloignés.
Brown et Batygin ont observé de près six de ces astres et ont déterminé que leurs orbites se rassemblaient d’une façon qui ne pouvait pas être l’œuvre du hasard. (« Cette probabilité est de l’ordre gigantesque de 0,007 %, » indique Batygin.) Ils ont alors créé une simulation du système solaire externe pour essayer de comprendre comment générer les motifs observés.
Batygin et Brown purent rapidement exclure les effets gravitationnels intrinsèques à la ceinture de Kuiper. En d’autres termes, ils étaient à la recherche d’un sculpteur cosmique unique.
Ils ajoutèrent une neuvième planète à la mêlée, ajustant son orbite et sa masse. Avec une masse de dix fois celle de la Terre et une orbite en elliptique, cette planète permettait d’expliquer simplement les motifs mystérieux des orbites de Sedna et Biden, ainsi que les chemins suivis par d’autres astres à l’extrémité de la ceinture de Kuiper.
Elle permettait également d’expliquer une étrange population d’astres orbitant le Soleil de façon perpendiculaire au plan du système solaire. « On a fini par arrêter de se moquer de nos propres calculs à ce moment-là, » raconte Batygin.
Les deux scientifiques soupçonnent la planète de s’être formée bien plus près du soleil, avant d’être expédiée vers l’extérieur du système solaire lorsque celui-ci était encore très jeune. À l’époque, explique Batygin, le Soleil était encore blotti contre l’amas stellaire qui l’a vu naître, et les étoiles tout autour auraient pu aider à rassembler la planète volante et l’empêcher d’échapper à l’emprise de la gravité du Soleil. C’est une histoire convaincante, mais qui ne fait pas l’unanimité.
« J’ai tendance à me méfier des affirmations de l’existence d’une planète supplémentaire dans le système solaire, » réplique Hal Levion, du Southwest Research Institute. « J’ai vu beaucoup, beaucoup d’affirmations de ce genre au cours de ma carrière, et elles étaient toutes fausses. »
Trouver la « Planète 9 »
Si cette neuvième grosse planète existe vraiment, elle est si lointaine et si peu lumineuse qu’il n’est pas surprenant qu’on ne l’ait pas encore détectée. « Elle va être imperceptible. Vraiment, vraiment imperceptible, » prévoit Laughlin, qui a calculé que Pluton pourrait briller jusqu’à 10 000 fois plus fort que la nouvelle planète.
À des distances aussi extrêmes, même une planète relativement large ne possèderait pas de signature thermique détectable par les sondesactuelles, et ne reflèterait que très peu de lumière solaire. Autrement dit, les astronomes qui la recherchent ont non seulement besoin de télescopes extraordinairement puissants mais aussi de savoir où regarder. Cela revient à rechercher un petit point de lumière en mouvement dans une vaste et impénétrable mer d’étoiles.
Les scientifiques ont démontré que la Planète 9 expliquerait non seulement les orbites des objets de l'extrême ceinture de Kuiper (en violet), mais aussi les cinq objets énigmatiques dont l'orbite est perpendiculaire au plan du système solaire (en bleu).
photographie de Avec l'aimable autorisation de l'Institut de technologie de Californie
« On ne sait pas exactement où elle se trouve, sinon on se contenterait de pointer le télescope dessus dès demain, et elle serait juste là. Mais le ciel est si vaste, et cette planète certainement si faiblement lumineuse, selon la distance à laquelle elle se trouve, » explique Chad Trujillo de l’observatoire Gemini à Hawaï, découvreur de Biden.
Mais cela ne veut pas dire que les scientifiques ne vont pas essayer. Le télescope Subaru à Hawaï entre autres est à la hauteur de cette tâche, et Batygin et Brown ont déjà commencé leur traque. Trujillo affirme que ses collègues et lui-même prévoient de commencer par rechercher le long de l’orbite prédite dès le mois prochain.
La Planète X originale
Ce n’est pas la première fois que des scientifiques suggèrent la présence d’une grande planète très lointaine. En fait, cela fait près d’un siècle que ces prédictions existent, mais toutes ont toujours été fausses.
Le cas le plus connu est certainement celui de Percival Lowell, qui insista qu’un astre qu’il appelait Planète X attendait d’être découvert au-delà de l’orbite de Neptune. Les convictions de Lowell lancèrent une course longue de trois décennies pour retrouver Planète X qui aboutit à la découverte de Pluton en 1930.
Mais Pluton était trop petit pour expliquer ce que Lowell concevait comme des bizarreries révélatrices dans les orbites d’Uranus et de Neptune. Ces bizarreries étaient en fait le résultat de mesures inexactes, et non l’attraction invisible d’un neuvième astre. Dans les 86 années qui s’étaient écoulées, de nombreuses prédictions de la sorte ont été faites, et ont toutes échoué.
Cette fois-ci, la prédiction ne tombera peut-être pas dans le vide cosmique.
« Je considère que le travail de Batygin et Brown démontre pour la première fois de façon convaincante l’existence de cette planète et le tracé plausible de son orbite, » commente Alessandro Morbidelli de l’observatoire de la Côte d’Azur. « C’est un argument solide. »
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source : nationalgéographic
