Une étoile naissant d’un nuage de poussière et de gaz. Ce nuage peut également semer des planètes qui orbiteront autour de l’étoile.

(NASA/JPL-Caltech)

La reclassification de Pluton en tant que planète mineure en 2006 a suscité une controverse mondiale et un élan de sympathie pour le nain rétrogradé. Et si nous vous disions qu’il pourrait y avoir une autre planète mystérieuse dans les vastes étendues de notre système solaire ?

Il y a eu beaucoup de spéculations dans la communauté scientifique concernant l’existence d’une mystérieuse neuvième planète dans notre système solaire, communément appelée « Planète 9 » ou « Planète X ».

Les effets gravitationnels de cette planète aideraient à expliquer le comportement orbital particulier de nombreux objets de notre système solaire. Cependant, il n’y a toujours aucune preuve concrète de son existence.

Maintenant, Seth Jacobson de la Michigan State University et ses collègues en Chine et en France ont mis au point de nouveaux modèles qui cherchent à percer le mystère de l’évolution de notre système solaire. Cette recherche implique par inadvertance l’existence potentielle de la planète X, bien que l’équipe ne l’ait pas souligné dans l’article.

Expliquer les orbites des géants

L’équipe a travaillé sur une nouvelle théorie qui expliquerait pourquoi les géantes gazeuses de notre système solaire (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune) ont des orbites particulières. On croyait à l’origine que ces planètes tournaient sur des orbites compactes et régulièrement espacées, mais quelque chose les a fait dériver au fil du temps.

« Nuestro sistema solar no siempre ha tenido el aspecto que tiene hoy. A lo largo de su historia, las órbitas de los planetas han cambiado radicalmente », dijo Jacobson, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Ambientales y de la Tierra de la Facultad de Sciences naturelles.

De là est né le modèle « Nice », une explication qui postulait que les interactions gravitationnelles chaotiques entre ces planètes provoquaient une instabilité dans le système, projetant finalement les géantes gazeuses dans leurs orbites oblongues et déséquilibrées actuelles.

Cependant, les scientifiques ne savaient toujours pas ce qui aurait pu causer une telle instabilité en premier lieu. Le modèle de Nice a suggéré que l’instabilité s’est produite des centaines de millions d’années après la première dispersion du disque de gaz qui a englouti et donné naissance au système solaire. C’était surprenant car de nouvelles preuves recueillies à partir de roches lunaires en 2005 suggèrent que l’instabilité s’est en fait produite beaucoup plus tôt, quelques millions d’années seulement après la naissance de notre système solaire.

Dans une tentative de fournir une nouvelle explication, l’équipe a émis l’hypothèse que la dissipation des gaz primordiaux dans notre système solaire aurait pu se produire de l’intérieur vers l’extérieur, créant des complications gravitationnelles alors que le bord de la limite de dissipation se chevauchait avec les planètes dans leurs anciennes orbites, créer de nouvelles instabilités.

Le rendu d’un artiste montre un hypothétique système solaire primitif avec une jeune étoile traversant le gaz et la poussière laissés par sa formation. Cette action de nettoyage affecterait les orbites des géantes gazeuses qui gravitent autour de l’étoile.

(NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC))

La planète X potentielle

Certains scientifiques pensent également que cette instabilité pourrait également avoir provoqué l’éjection de la planète X du système solaire. La planète X serait en orbite entre 39 et 78 milliards de miles du Soleil si elle existait. En comparaison, Neptune, la planète la plus éloignée du soleil dans notre système solaire, n’est qu’à 3 milliards de kilomètres de l’étoile.

Une autre preuve à l’appui de cette explication est que la Terre a une géochimie unique qui ne serait possible que si les matériaux des systèmes solaires externe et interne étaient mélangés. La théorie de la dissipation de l’intérieur vers l’extérieur explique également cela.

L’équipe a utilisé des simulations pour tester la théorie. Ces modèles ont simulé des conditions dans lesquelles le système solaire externe a commencé avec cinq planètes à la naissance et a prédit qu’il se terminerait avec quatre. C’est exactement ce que l’on observe dans la vraie vie. Une animation soignée de la simulation est disponible. ici.

« Planet 9 est très controversé, donc nous ne le soulignons pas dans le journal », a déclaré Jacobson, « mais nous aimons en parler avec le public. »

En 2015, cependant, Caltech avait trouvé des preuves mathématiques que la planète X pourrait exister. Cette planète de la taille de Neptune aurait une masse dix fois celle de la Terre et orbiterait environ 20 fois plus loin du Soleil en moyenne que Neptune. La prédiction mathématique de cette planète pourrait expliquer les orbites uniques de certains objets plus petits dans la ceinture de Kuiper, une région éloignée de débris glacés qui s’étend bien au-delà de l’orbite de Neptune.

« Il est trop tôt pour dire avec certitude qu’il existe une soi-disant planète X », déclare cependant Jim Green, directeur de la division des sciences planétaires de la NASA. « Ce que nous voyons est une prédiction précoce basée sur un modèle à partir d’observations limitées. C’est le début d’un processus qui pourrait mener à un résultat excitant. »

En tout cas, l’humanité devrait avoir une solution bientôt. Si la planète X existe, l’observatoire Vera Rubin, qui devrait être opérationnel d’ici la fin de 2023, devrait pouvoir la détecter à l’aide de son nouveau télescope Simonyi Survey.

L’étude vient d’être publiée dans la revue Natureet accessible ici.

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