En janvier dernier, l’astronome Mike Brown, qui a tué Pluton, a annoncé que lui et ses collègues avaient trouvé des preuves qu’une planète massive et glacée pourrait se cacher aux confins du système solaire, juste après Neptune, à environ 149 milliards de kilomètres du Soleil.
Personne ne l’a jamais vue (le fait qu’elle soit 75 fois plus éloignée que Pluton n’aide pas), mais Brown estime que l’hypothétique “Planète Neuf” tourne autour de notre Soleil tous les 10 000 à 20 000 ans, et qu’elle est environ 10 fois plus massive que la Terre et quatre fois plus grande.
Aujourd’hui, des astronomes suisses ont utilisé les données disponibles concernant la planète Neuf pour déterminer les limites supérieures et inférieures de sa taille, de sa luminosité et de sa chaleur. Les données suggèrent qu’il s’agit d’une “mini-Uranus”, avec un noyau de fer solide entouré de glace et d’une couche dense de gaz.
“Avec notre étude, la planète candidate 9 est maintenant plus qu’une simple masse ponctuelle, elle prend forme en ayant des propriétés physiques”, déclare l’un des membres de l’équipe, Christoph Mordasini de l’Université de Berne.
Christoph Mordasini et Esther Linder, étudiante en doctorat, ont décidé d’essayer de cerner les spécificités de la planète 9 en appliquant les preuves qui l’entourent aux modèles d’évolution planétaire existants. Cela leur permet non seulement d’estimer les différentes caractéristiques de la planète mystère, mais aussi d’expliquer pourquoi, après des centaines d’années de connaissance du système solaire, nous n’avons vu que récemment des indices de son existence.
En se basant sur le fait que notre meilleure preuve de l’existence de la planète Neuf est le comportement étrange de certains objets de la ceinture de Kuiper aux confins du système solaire – ce qui suggère que l’attraction gravitationnelle de quelque chose de massif les perturbe – Mordasini et Linder sont d’accord avec les estimations précédentes selon lesquelles la planète n’est probablement pas plus petite qu’environ 10 fois plus massive que la Terre.
Mais le fait que de nombreuses études infrarouges, telles que la mission WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) de la NASA, n’aient décelé aucun signe de cet objet signifie qu’il ne peut être beaucoup plus grand que 10 fois plus massif que la Terre. Et connaissant sa distance approximative par rapport au Soleil (en fonction de l’emplacement des étranges objets de la ceinture de Kuiper), ils pourraient extrapoler beaucoup plus.
“D’après leurs calculs, la planète Neuf devrait avoir un rayon 3,7 fois supérieur à celui de la Terre et une température de la haute atmosphère de -226 degrés Celsius (ou 47 Kelvin)”, rapporte Ian O’Neill pour Discovery News.”Ils sont arrivés à ces chiffres en tenant compte de l’orbite prévue de la planète Neuf autour du Soleil et de l’âge de notre système solaire ; le monde hypothétique se serait formé à partir du disque protoplanétaire de notre Soleil qui a commencé à se condenser en planètes il y a environ 4,6 milliards d’années.”
Fait intéressant, les modèles ont montré qu’à cette distance du Soleil, la planète Neuf devrait être beaucoup plus froide si notre étoile est sa seule source de chaleur.
En disposant d’une estimation de sa température, les chercheurs ont pu déterminer la luminosité qu’elle pourrait avoir. Comme l’explique O’Neill, lorsque des planètes se forment, l’incroyable quantité d’énergie gravitationnelle générée dans leur noyau peut les maintenir en fusion pendant des milliards d’années, et cette chaleur pourrait contribuer à la température globale de la planète.
Ainsi, pour maintenir une température de -226 degrés Celsius à quelque 149 milliards de km du Soleil, les chercheurs suggèrent que la puissance “intrinsèque” – ou interne – de la planète Nine est environ 1 000 fois plus importante que sa puissance absorbée.
“Cela signifie que la lumière solaire réfléchie serait minuscule par rapport à la chaleur interne que la planète génère actuellement, ce qui rend son signal infrarouge beaucoup plus puissant que la recherche de la lumière solaire réfléchie dans les longueurs d’onde optiques”, explique M. O’Neill.
De tous les rayonnements qui pourraient être détectés autour de la planète Neuf, la lumière du soleil ne représente qu’une infime partie, et – si elle existe – elle devrait être beaucoup plus brillante dans les longueurs d’onde infrarouges que dans les longueurs d’onde optiques.
L’équipe a également établi des estimations de ce dont la planète pourrait être composée, que vous pouvez voir dans le graphique ci-dessus.
Alors… pourquoi ne l’avons-nous pas encore trouvée ? Mordasini et Linder suggèrent qu’il est très peu probable que les relevés du ciel effectués par le passé aient permis de détecter quoi que ce soit dans le système solaire d’une masse équivalente à 20 masses terrestres ou moins, surtout s’ils ont été effectués lorsque la planète se trouvait à son point le plus éloigné du Soleil.
Mais il y a de l’espoir – les futurs télescopes tels que le Large Synoptic Survey Telescope, actuellement en construction au Chili, devraient être assez puissants pour repérer quelque chose de plus petit, ou des études plus ciblées pourraient permettre de trouver plus de preuves que quelque chose existe vraiment.
Nous devrons être patients pour l’une ou l’autre de ces possibilités, mais une chose est sûre : les réponses arrivent, et nous sommes impatients de les découvrir.
L’étude a été publiée dans Astronomy & Astrophysics.