Pas de planète neuf? L'empilement de petits corps pourrait expliquer les orbites étranges

De nouvelles recherches montrent que des interactions entre de petits objets situés au-delà de l'orbite de Neptune - et non d'une hypothèse Planet Nine N - pourraient expliquer certains objets du système solaire éloignés "se détachant" de leurs orbites d'origine.

Les astronomes ont du mal à expliquer les orbites d'une trentaine de corps situés sur les bords du système solaire, appelés «objets détachés». Ces mondes sont plus petits que Pluton et parcourent des trajectoires elliptiques autour du Soleil.

Le rendu artistique de Sedna, qui a une couleur rougeâtre dans les images au télescope.
NASA / JPL-Caltech

Sedna est l’un des objets isolés les plus connus: un monde rougeâtre découvert en 2003, un tiers de la taille de la Lune et une période orbitale de 11 400 ans - le plus long de tous les objets connus de le système solaire. À l'approche la plus rapprochée, il passe 76 fois plus loin que la distance entre le Soleil et la Terre. À son maximum, il parcourt plus de 900 fois cette distance.

Les orbites de Sedna et les autres objets détachés semblent être complètement retirés de l’attraction gravitationnelle de Neptune. Pourtant, leurs trajectoires partagent des similitudes qui semblent indiquer une source d'influence gravitationnelle commune mais inconnue. Pour cette raison, les astronomes ont souligné l’influence d’une neuvième planète du système solaire, qui se cache bien au-delà de l’orbite de Pluton. Les astronomes ont proposé l’existence de cette planète présumée pour expliquer non seulement le détachement des orbites de ces objets, mais également d’autres caractéristiques, telles que l’inclinaison de leurs orbites par rapport au plan où résident la plupart des planètes du système solaire.

Ces panneaux indiquent l'emplacement de Sedna par rapport au reste du système solaire. En se déplaçant dans le sens des aiguilles d'une montre, chaque panneau effectue un zoom successivement vers l'extérieur. Le premier panneau montre les orbites des planètes intérieures et de la ceinture d'astéroïdes. Dans le deuxième panneau, Sedna apparaît bien en dehors des orbites des planètes extérieures et des objets plus éloignés de la ceinture de Kuiper. L'orbite complète de Sedna est illustrée dans le troisième panneau avec la position actuelle de l'objet. Le dernier panneau effectue un zoom arrière beaucoup plus loin, montrant que même cette grande orbite elliptique tombe à l'intérieur du bord intérieur du nuage d'Oort.
NASA / JPL-Caltech

Mais Planet Nine n'est pas la seule source plausible de perturbation dans les périphéries de notre système. Un groupe de chercheurs dirigé par Ann-Marie Madigan et Jacob Fleisig (tous deux de l'Université du Colorado à Boulder) ont découvert que l'attraction gravitationnelle combinée de nombreux corps plus petits au-delà de l'orbite de Neptune (connus sous le nom d'objets trans-neptuniens, ou TNO) pourrait avoir l'astuce. Grâce à des simulations sur ordinateur, ils ont constaté que la gravité combinée des plus petits TNO pouvait pousser les plus gros membres de leur famille - tels que Sedna - dans des orbites isolées. Les chercheurs ont présenté leurs conclusions le 6 juin lors de la 232ème réunion de la American Astronomical Society.

Selon Fleisig, la clé de ce mécanisme réside dans la précession des orbites TNO. Si tous les objets avaient la même taille, leurs orbites se déplaceraient au même rythme et resteraient stables. Mais les simulations de l'équipe ont montré que les orbites des corps les plus grands tournent autour du Soleil plus lentement que leurs homologues plus petits. Le mouvement est similaire à celui d’une aiguille, l’aiguille des minutes rattrapant l’aiguille des heures. Lorsque cela se produit, le corps le plus gros sent la gravité de ses homologues plus petits s'accumuler derrière lui. Leur traction combinée modifie le trajet du plus gros objet, l'éloignant du soleil.

"Pour que ce mécanisme fonctionne, vous avez besoin d'une quantité importante d'objets", explique Fleisig.

Cela soulève la question: y at-il assez de masse dans le système solaire externe pour que cela se produise? Pour Fleisig et son équipe, la réponse est oui. «Si nous regardons les objets qui ont été détectés jusqu'à présent, il n'y en a qu'une poignée», dit Fleisig. "Nous ne les aurions pas trouvés dans les échelles de temps que les humains ont regardées vers le ciel si c'était tout ce qu'il y avait là-bas."

Hal Levison (Institut de recherche du sud-ouest) dit qu'il aime cette idée, mais qu'il restera prudent jusqu'à ce que le groupe publie ses travaux dans un article soumis à un comité de lecture, actuellement en préparation. «Cela pourrait être une très grosse affaire», dit Levison. Néanmoins, prévient-il, il pourrait y avoir quelque chose dans les simulations qui «n’est pas susceptible de se produire dans la nature».

L'un des principaux partisans de l'existence de «Planet Nine», l'astronome Mike Brown (Caltech), convient que le nouveau travail propose un moyen de détacher les orbites des objets. Mais il ne pense pas que le travail supprime l'existence de "Planet Nine". Le détachement des orbites était plus un "effet secondaire" de l'existence de la planète voyous que la raison de le rechercher, soutient-il. «Le mécanisme dont il est question ici ne crée aucun des principaux effets de Planet Nine, notamment aligner les orbites, incliner les plans orbitaux et générer une population d'objets proches à forte inclinaison», explique Brown. Selon Brown, Planet Nine est toujours tenu de provoquer tous ces effets majeurs.

Cependant, les résultats de ce type pourraient mettre un peu plus de pression sur les partisans de Planet Nine et ceux qui le recherchent activement. «C’est devenu une cible mouvante», dit Levison, «je suis très sceptique», ajoute-t-il. «Mais pas au point de dire que nous ne devrions pas le chercher.»