La majeure partie du système solaire se comporte plutôt bien, mais dans les régions éloignées, au-delà de l’orbite de Neptune et loin de la lumière du Soleil, les choses peuvent devenir un peu… étranges. Un certain nombre de roches orbitent autour du Soleil selon des schémas totalement différents de ceux des objets que l’on trouve plus près.
En raison de ce détachement apparent du reste du système solaire, ces corps sombres et glacés sont connus sous le nom d'”objets détachés”, et les astronomes ont cherché à expliquer pourquoi ils se comportent si bizarrement.
L’explication la plus connue, et de loin, est l’existence hypothétique de la Planète Neuf – une grande planète invisible, tapie aux confins du système solaire, qui heurterait gravitationnellement ces objets détachés sur leurs étranges orbites.
Mais la planète Neuf n’est pas la seule option, et deux astrophysiciens pensent avoir trouvé la meilleure explication possible. Selon leur analyse, ce n’est pas Planet Nine qui détruit ces orbites détachées. Ils pensent plutôt que la gravité collective des objets détachés a introduit des instabilités qui ont déplacé les orbites pendant des millions d’années.
“Cette région de l’espace, qui est tellement plus proche de nous que les étoiles de notre galaxie et d’autres choses que nous pouvons parfaitement observer, nous est tout simplement inconnue”, a expliqué l’astrophysicienne Ann-Marie Madigan de l’Université du Colorado Boulder.
“Nous sommes la première équipe à pouvoir tout reproduire, toutes les anomalies orbitales bizarres que les scientifiques ont vues au fil des ans.”
Bien que nous ne puissions pas voir facilement ce qui se trouve au-delà de Neptune – il est difficile de voir quelque chose, même de quelques centaines de kilomètres de diamètre, là où il y a si peu de lumière – il y a de plus en plus de preuves d’une région raisonnablement peuplée.
Nous ne parlons pas de la ceinture de Kuiper, qui s’étend d’un point situé juste au-delà de l’orbite de Neptune, soit environ 30 unités astronomiques (UA), jusqu’à un peu plus loin que le point le plus éloigné de l’orbite de Pluton, soit environ 55 unités astronomiques. Le comportement des objets de la ceinture de Kuiper est bien compris, pour la plupart.
Les objets détachés sont encore plus éloignés du Soleil. Il y a Leleākūhonua, qui ne s’approche que de 65 UA au périhélie, ou son approche la plus proche du Soleil, avec un aphélie à 2 106 UA. Sedna oscille entre 76 et 937 unités astronomiques. FarFarOut a été détecté à une distance de 140 UA. Vous voyez le genre.
Et ce n’est pas seulement la distance. Ces corps ne sont pas sur de belles orbites bien ordonnées. Au contraire, leurs orbites sont généralement très elliptiques et inclinées par rapport au plan plus ou moins plat du système solaire, deux propriétés connues respectivement sous le nom d’excentricité et d’inclinaison. De plus, les corps semblent parfois s’aligner, ce qui suggère un instigateur commun pour toutes ces étrangetés.
Pour trouver une explication à ce qui se passe, Madigan et son collègue, l’astrophysicien Alexander Zderic de l’Université du Colorado à Boulder, ont réalisé des simulations du système solaire externe, en utilisant la puissance d’un superordinateur pour la tâche informatiquement intense de comptabiliser les masses collectives et individuelles de ces objets du système solaire externe.
Cela ne diffère pas des recherches menées par le duo et publiées en 2018, mais la nouvelle simulation a été mise à jour pour être plus réaliste.
“Nous avons modélisé quelque chose qui pourrait avoir existé autrefois dans le système solaire externe et nous avons également ajouté l’influence gravitationnelle des planètes géantes comme Jupiter”, a déclaré Zderic.
Leur simulation a couvert la région comprise entre 100 et 1 000 unités astronomiques, et a été exécutée pour une variété de configurations et une gamme de masses, avec comme point de départ une orbite ordonnée autour du Soleil.
Les objets détachés ne sont pas restés ordonnés longtemps, en particulier pour les masses collectives les plus élevées. Au fur et à mesure que le temps passait dans la simulation, les objets ont commencé à interagir – se poussant et se tirant les uns les autres, et déviant de leur trajectoire.
Au final, la simulation a abouti à un résultat qui ressemble beaucoup aux orbites des objets détachés d’aujourd’hui, mais elle a nécessité une bonne dose de masse dans le système solaire externe.
“Il fallait des objets dont la masse totale était de l’ordre de 20 masses terrestres”, a déclaré Madigan. “C’est théoriquement possible, mais cela va certainement se heurter aux croyances des gens”
Cette masse totale est également un peu plus chaotique que celle de la planète Neuf. Néanmoins, le résultat est un concurrent de taille pour la théorie de la planète Neuf, d’autant plus que Madigan, Zderic et leurs collègues ne sont pas la seule équipe à avoir démontré la possibilité qu’un tas de roches puisse être le coupable.
En outre, deux études distinctes ont identifié de nouveaux essaims d’objets détachés – données incorporées dans les simulations – qui ne présentent aucune trace de l’alignement apparent censé indiquer la présence de la planète Neuf.
Mais il faudra probablement attendre de meilleurs instruments pour se prononcer définitivement dans un sens ou dans l’autre.
“Une grande partie de la fascination récente pour le système solaire externe est liée aux progrès technologiques”, a déclaré Zderic. “Vous avez vraiment besoin de la dernière génération de télescopes pour observer ces corps”
Les recherches ont été publiées dans The Astronomical Journal.