Que se passe-t-il dans les confins lointains de notre système solaire? Y a-t-il une planète 9 là-bas?
Dans l'étendue glaciale de notre système, il y a des corps sur des trajectoires orbitales qui n'ont aucun sens en termes de notre système solaire à huit planètes. Il semble y avoir un corps non découvert, plusieurs fois plus massif que la Terre, façonnant les orbites de certains objets de la ceinture de Kuiper (KBO) et poussant les astronomes à regarder plus profondément et plus profondément dans les confins extrêmes de notre système.
Ce qu'ils recherchent, c'est la neuvième planète mystérieuse et jusqu'ici non prouvée.
La tentative de comprendre notre système solaire est l'une de nos quêtes les plus anciennes, et bien que notre catalogue d'objets dans le système solaire intérieur soit assez complet, notre connaissance du système extérieur est tout sauf complète. Pour les astronomes, observer les détails du système extérieur est toujours intimidant. Mais ils continuent d'y travailler. Et plus ils observent le comportement des objets distants dans la ceinture de Kuiper, plus ils déterrent de preuves pour la planète 9.
"Comprendre l'architecture à grande échelle du système solaire incarne l'une des plus anciennes activités de l'humanité et se classe parmi les grands défis des sciences naturelles."
extrait de l'article «The Planet Nine Hypothesis» de Batygin et. Al. 2019.
L'histoire de Planet 9
L'histoire de Planet 9 a commencé sérieusement au début de 2016, lorsque les astronomes Mike Brown et Konstantin Batygin ont publié un document intitulé «Des preuves pour une planète géante éloignée dans le système solaire». (Il y avait des discussions sur d'autres planètes non découvertes avant cela, mais il s'agissait surtout de bavardages de la brigade de papier d'aluminium, concernant «Nibiru» ou «Planète X». Mais moins on en dit, mieux c'est.)
Dans leur article de 2016, Batygin et Brown ont montré qu'il y a des groupes de KBO dont les orbites sont façonnées de telle manière que seule la présence d'une autre planète peut les expliquer: la planète 9. Alors que l'orbite de la plupart des KBO montre clairement des preuves d'être dirigée par Neptune, pas un nombre important de KBO extrêmement éloignés. Leurs orbites semblent alignées en un point éloigné.
Dans cet article, les auteurs traitent de cet écart, en disant: «Nous constatons que l'alignement orbital observé peut être maintenu par une planète excentrique éloignée avec une masse supérieure à ~ 10 masses terrestres, dont l'orbite se situe approximativement dans le même plan que celles de Kuiper lointain. objets de ceinture… »
Leur article était en partie basé sur la présence de Sedna, une planète mineure repérée pour la première fois en 2003. Son aphélie, ou la distance la plus éloignée du Soleil, dépassait 900 unités astronomiques (AU). À l'époque, Sedna était l'objet le plus froid et le plus éloigné que nous connaissions dans le système solaire. L'orbite très allongée de Sedna a été expliquée pour la première fois en raison de l'influence gravitationnelle de Neptune. Le problème est qu'il ne se rapproche jamais assez de Neptune.
Mais Sedna n'était que le début. Il fait partie d'un groupe d'objets appelés objets trans-neptuniens extrêmes (eTNO). Finalement, plus de ces objets éloignés ont été découverts.
"Biden", ou 2012 VP 113, a été découvert en 2012. "Goblin", ou 2015 TG 387, a été découvert en 2015. Puis en 2018, les astronomes ont découvert "FarOut", ou 2018 VG18. Chacun de ces objets est de plus en plus éloigné.
Plus récemment, il y a seulement quelques jours, les astronomes ont découvert ce qu'ils appellent en plaisantant FarFarOut. On ne sait pas encore grand-chose sur cette planète, mais c'est l'objet le plus éloigné encore détecté dans notre système solaire.
Comment ils trouvent des preuves pour Planet 9
Beaucoup de corps éloignés qui pointent vers l'existence de la planète 9 ont été trouvés alors qu'une équipe d'astronomes dirigée par le Dr Scott Sheppard du Carnegie Institute for Science cherchait en fait la planète 9. Bien sûr, ils n'ont pas trouvé la planète hypothétique encore, mais ils continuent de trouver plus de preuves.
Ces objets sont extrêmement faibles et difficiles à détecter. Le travail de les trouver se fait en grande partie par ordinateur. Des télescopes puissants sont dirigés sur des parties du ciel pendant des périodes de temps, et les expositions sont prises à des intervalles de quelques minutes. Mais cela génère une énorme quantité de données; beaucoup trop pour que les astronomes passent au crible.
Au lieu de cela, ses ordinateurs qui effectuent une grande partie du travail de routine. Les astronomes utilisent des algorithmes pour permettre à l'ordinateur de rechercher des objets en mouvement sur fond d'étoiles, et lorsque l'ordinateur en trouve un, il le signale. Ensuite, les astronomes jettent un coup d'œil et voient si l'ordinateur avait raison. Ils font ensuite des observations de suivi pour confirmer les résultats.
De nouvelles preuves pour Planet 9
"La recherche de Planet Nine bat déjà son plein, et il est probable que si Planet Nine - comme envisagé ici - existe, elle sera découverte au cours de la prochaine décennie."
dans «The Planet 9 Hypothesis», Batygin, Brown, Adams et Becker, 2019.
Maintenant, deux nouvelles études nous fournissent de nouvelles preuves à l'appui de Planet 9.
Le premier s'appelle «Orbital Clustering in the Distant Solar System» de Konstantin Batygin et Michael Brown, le couple d'astronomes qui a initialement proposé l'existence de Planet 9. Le second est «The Planet 9 Hypothesis» également par Batygin et Brown, avec Fred Adams et Juliette Becker, tous deux de l'Université du Michigan.
Dans le premier article intitulé «Agrégation orbitale dans le système solaire éloigné», les auteurs jettent le gant. Ils démontrent que soit il y a une planète 9 qui façonne les orbites d'objets distants, soit il y a un biais d'observation à l'œuvre. Ils ont entrepris de comprendre quels biais d'observation pourraient être en jeu, puis ont entrepris de les quantifier rigoureusement.
Comme indiqué précédemment, les objets distants qui font allusion à la planète 9 partagent des caractéristiques orbitales en commun. C’est de cela qu’il s’agit. Pour être plus précis, leurs périhélies longitudinales sont regroupées, et ce qu'on appelle leurs positions polaires orbitales sont également regroupées. Dans l'article, les auteurs concluent que leur probabilité n'est que de 0,2% d'être aléatoire. Comme ils le disent dans leur article, «… la signification statistique de ce regroupement est maintenant difficile à ignorer.»
Le deuxième article fournissant de nouvelles preuves pour la planète 9 s'appelle simplement «l'hypothèse de la planète 9».
Dans cet article, les auteurs démontrent à nouveau que bien qu'une grande partie du comportement orbital des objets distants de la ceinture de Kuiper soit facilement expliquée et prévisible en termes de notre système solaire à huit planètes, certains ne le sont tout simplement pas. Plus précisément, ils pointent vers «un amas physique observé d'orbites avec des axes semi-majeurs supérieurs à? 250AU, le détachement du périhélie de certains objets de la ceinture de Kuiper de Neptune, ainsi que l'origine dynamique d'orbites à longue période très inclinées / rétrogrades. » En un mot, les choses n'ont tout simplement aucun sens si nous nous limitons à notre système solaire à huit planètes pour les expliquer.
Dans l'introduction, ils nous rappellent que ce n'est qu'au cours des deux dernières décennies que nous avons commencé à trouver tous les corps plus petits à la périphérie du système solaire. Comme ils le disent dans l'article, «… le dernier quart de siècle a été témoin de la découverte et de la caractérisation d'une collection diversifiée de petits objets glacés résidant dans les confins extérieurs de notre système solaire…» Et tandis que la plupart des corps se conforment à l'influence de Neptune et de la d'autres planètes, certaines non.
"Les membres les plus extrêmes de cette population, cependant, tracent des orbites très allongées avec des périodes mesurées en millénaires et affichent un certain nombre de modèles orbitaux curieux", disent les auteurs. Encore une fois, c'est ce que les auteurs appellent «l'alignement frappant» de leurs orbites excentriques, l'inclinaison commune des plans orbitaux et les «distances périhéliales qui s'étendent bien au-delà de la portée gravitationnelle de Neptune», qui nécessitent des explications.
Cette méthode d’inférence de l’existence d’une planète par son effet gravitationnel sur d’autres corps, avant d’observer la planète elle-même, a déjà été essayée. Il a réussi à découvrir Neptune, mais a échoué quand il a prédit l'existence d'une autre étoile proposée appelée Nemesis.
Alors, qu'est-ce qui étend ces objets à des périhélies aussi éloignés? Ils disent que seule une planète extrêmement éloignée et suffisamment massive peut expliquer tout cela: la planète 9. Une grande partie de l'article explique comment Neptune a été découvert en observant les mouvements d'autres corps, en faisant un parallèle avec l'hypothèse de la planète 9. Ils ont également parcouru certaines suggestions antérieures d'autres astronomes selon lesquelles une autre planète pourrait se cacher dans le système solaire, façonnant les orbites des KBO.
Avec chaque article, et à chaque nouvelle découverte d'un KBO distant avec d'étranges caractéristiques orbitales, le cas de Planet 9 se renforce. Mais l'observation directe reste l'étalon-or, et jusqu'à présent, cela nous a échappé. Mais peut-être pas pour beaucoup plus longtemps.
Dans la conclusion de «The Planet 9 Hypothesis», les auteurs disent: «La recherche de Planet Nine bat déjà son plein, et il est probable que si Planet Nine - comme envisagé ici - existe, elle sera découverte au cours de la prochaine décennie. "
Il pourrait y avoir une autre explication pour les orbites de ces corps éloignés qui ne nécessite pas de planète 9. Un article publié en janvier 2019 intitulé «Shepherding in a Self-Gravitating Disk of Trans-Neptunian Objects» a suggéré qu'un groupe de corps glacés ensemble pourrait provoquer les orbites étranges de ces mondes lointains, et qu'une neuvième planète n'est pas nécessaire pour les expliquer.
Trouver la planète 9 serait un triomphe majeur pour les astronomes. Le rythme de découverte de nouveaux objets dans la ceinture de Kuiper s'accélère. Avec la mise en ligne de télescopes plus récents et de meilleure qualité, et avec le développement d'ordinateurs et d'algorithmes améliorés, il sera de plus en plus difficile de se cacher pour n'importe quelle planète, en particulier une planète qui pourrait être 10 fois la masse de la Terre.
Sources:
- Document de recherche: agrégation orbitale dans le système solaire éloigné
- Document de recherche: l'hypothèse de la planète neuf
- Document de recherche: PREUVES POUR UNE PLANÈTE GÉANTE DISTANTE DANS LE SYSTÈME SOLAIRE
- Communiqué de presse: Plus de soutien pour Planet Nine
- Document de recherche: BERGERIE DANS UN DISQUE AUTO-GRAVITANT D'OBJETS TRANSNÉPTUNIENS
- Communiqué de presse: Les chercheurs de Caltech découvrent les preuves d'une véritable neuvième planète
