Nous pensons souvent à Mercure. Vénus comme notre frère ou soeur le plus proche dans le système solaire. C’est la plus similaire à la Terre en termes de taille, de masse et de composition. Et nous pensions qu’elle était la plus proche en terme de distance physique – mais il semble que cet honneur pourrait appartenir à
Non, l’ordre des orbites planétaires est toujours le même. Mercure est toujours la planète la plus intérieure, et l’orbite de Vénus est toujours la plus proche de celle de la Terre. Mais, selon de nouveaux calculs, Mercure est en moyenne plus proche de la Terre que notre ancienne meilleure amie.
Cela semble contre-intuitif, n’est-ce pas ? Et c’est peut-être ce qui nous a conduit à cette idée fausse en premier lieu.
“Par un phénomène de négligence, d’ambiguïté ou de pensée de groupe, les vulgarisateurs scientifiques ont diffusé des informations basées sur une hypothèse erronée concernant la distance moyenne entre les planètes”, écrivent les ingénieurs Tom Stockman, Gabriel Monroe et Samuel Cordner dans un commentaire publié dans Physics Today.
“En utilisant une méthode plus précise pour estimer la distance moyenne entre deux corps en orbite, nous constatons que cette distance est proportionnelle au rayon relatif de l’orbite intérieure.
“En d’autres termes, Mercure est plus proche de la Terre, en moyenne, que ne l’est Vénus parce qu’elle tourne autour du Soleil de façon plus rapprochée.”
L’équipe, qui travaille notamment pour l’observatoire national de Los Alamos, le centre de recherche et de développement du génie de l’armée américaine et la NASA, doit encore publier ses calculs dans un article revu par des pairs, mais les auteurs indiquent qu’ils attendent avec impatience l’examen de la communauté scientifique.
La façon dont nous calculons habituellement les distances entre les planètes, note l’équipe, est basée sur leur distance au Soleil. La Terre, en moyenne, se trouve à une unité astronomique (UA) du Soleil. Vénus est à 0,722 UA. Mercure est à 0,387 UA.
Mais si vous soustrayez la distance de Vénus à celle de la Terre, vous obtenez en fait la distance moyenne entre leurs orbites, et non la distance entre les planètes elles-mêmes. Comme les planètes se déplacent à des vitesses différentes, elles passent beaucoup de temps sur des côtés opposés du Soleil.
Comme Mercure est plus proche du Soleil, la distance entre elle et la Terre lorsqu’elles sont à leur distance la plus éloignée est beaucoup plus petite que la distance entre la Terre et Vénus.
L’équipe a conçu la “méthode du cercle ponctuel” ou équation PCM pour calculer la distance moyenne entre deux planètes en orbites circulaires concentriques et coplanaires (sur le même plan orbital).
(Stockman et al., Physics Today, 2019)
D’après leurs résultats, il n’y a pas que la Terre. Mercure est en fait, en moyenne, la planète la plus proche de toutes les autres planètes, aussi. Oui, même Neptune, tout au bout des franges du système solaire. Et oui, même la lointaine planète naine Pluton (bien que son orbite très elliptique complique les calculs).
L’équipe a baptisé sa découverte le… Whirly Dirly Corollary : “Pour deux corps ayant des orbites circulaires concentriques grossièrement coplanaires, la distance moyenne entre les deux corps diminue lorsque le rayon de l’orbite intérieure diminue.”
Pour le vérifier, ils ont créé et exécuté une simulation qui a tracé les positions de toutes les planètes du système solaire sur une période de 10 000 ans, et ont comparé les résultats avec les mesures de distance traditionnelles et les résultats du PCM. La simulation n’a varié que de 1 % avec le PCM, mais jusqu’à 300 % avec les distances traditionnelles. Oups.
“Pour autant que nous le sachions, personne n’a proposé un concept tel que la GCP pour comparer les orbites”, écrivent les ingénieurs.
“Avec les bonnes hypothèses, le PCM pourrait éventuellement être utilisé pour obtenir une estimation rapide de la distance moyenne entre n’importe quel ensemble de corps en orbite. Peut-être pourrait-il être utile pour estimer rapidement les relais de communication par satellite, pour lesquels la force du signal diminue avec le carré de la distance.
“Quoi qu’il en soit, au moins nous savons maintenant que Vénus n’est pas notre plus proche voisine – et que Mercure est celle de tout le monde”
On ne peut jamais avoir trop de planètes amies, cependant. Nous sommes tout à fait d’accord pour introniser Mercure dans le club des meilleurs amis planétaires, plutôt que de mettre Vénus à la porte. Nous aimons toujours tous nos voisins, proches ou lointains. Même toi, lointaine planète naine Pluton.