Le système solaire et ses... neuf planètes ?

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À moins d’habiter sur la planète Mars, vous aurez sans doute entendu parler, ces dernières semaines, de la « découverte » d’une neuvième planète aux confins de notre système solaire. Au lieu d’une réelle découverte, il faut plutôt parler d’une preuve supplémentaire à la théorie de son existence, qui se pose depuis de nombreuses années déjà.
Une neuvième planète… Comment ça ? Elles n’étaient pas déjà neuf ?

Le système solaire tel que nous le connaissons

Il est, pour le moment, composé de huit planètes (dans l’ordre : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune) gravitant toutes à des vitesses différentes autour de notre étoile, le Soleil. Dans le vide intersidéral, entre les planètes, se trouvent deux ceintures d’astéroïdes. La première ceinture se situe entre Mars et Jupiter et la deuxième, appelée « Ceinture de Kuiper », est observable après Neptune et son « objet » le plus connu est la planète naine Pluton. Si vous vous rappelez, cette dernière a été destituée de son rang de planète en 2006, suivant la découverte d’un corps plus gros qu’elle (Eris), mais qui ne pouvait pas être référencé à proprement parlé comme planète. Depuis, beaucoup d’autres objets ont été observés et répertoriés, et leur classification en planète naine ou simple corps est de plus en plus complexe, chacun ayant des masses et des tailles très variées. Toutes entrent dans la famille des « Trans-neptunien », c’est-à-dire des corps en orbite autour du Soleil au-delà de Pluton. C’est l’observation de la trajectoire de plusieurs de ces gros objets qui a mené à la découverte d’anomalies gravitationnelles, supposant l’existence d’autres planètes dont Neptune, Pluton et bientôt notre planète mystère ?

Pour bien comprendre d’où vient cette idée de neuvième planète, nous allons tout d’abord poser des définitions, puis rappeler les lois basiques de l’astrophysique. Sans elles, comment comprendre le raisonnement à la base des observations d’anomalies de trajectoire ?

Définitions de quelques objets du système solaire

Vous rappelez-vous avoir jamais entendu une définition scientifique du mot « planète » ? C’était bien là le problème de l’Assemblée Générale de l’Union Astronomique Internationale (UAI) qui, en 2006, s’est mis d’accord sur une définition plus claire du mot planète. C’est à ce moment que sont également apparus les termes de « planète naine » et de « planétoïde ». Nous avons simplifié ces définitions pour vous, en évitant d’ajouter les détails barbants. Mais attendez-vous à ce que certains corps soient changé de classification, car tant que l’on n’aura pas observé tout ce qu’il y a dans notre système solaire, on ne pourra pas faire de définition immuable.

Une planète est un corps flottant dans l’espace qui tourne autour du soleil, a une forme plus ou moins sphérique, possède une masse d’au moins 5 x 10 puissance 20, un diamètre d’au moins 800 km et qui a éliminé tout objet proche de son orbite, soit en se l’appropriant, c’est-à-dire en en faisant son satellite naturel, soit en les détruisant dans une collision, par exemple.
Sur l’image d’illustration, la Terre.

La définition d’une planète naine diffère seulement par le fait qu’elle ne peut pas être un satellite et ne doit donc pas elle-même graviter autour d’un corps plus massif. On peut également les définir comme des objets de masse intermédiaire entre un petit corps (planétoïde) et une planète.
Sur l’image d’illustration Eris et Pluton.

Un satellite est un corps qui gravite autour d’une planète.
Sur l’image d’illustration, la Lune.

Un objet planétoïde est synonyme d’astéroïde.
Un astéroïde est un corps sphéroïdes (en forme de sphère) dont les dimensions ne dépassent pas quelques centaines de kilomètres. On peut dire que toutes les planètes sont des planétoïdes, mais l’inverse n’est pas vrai.
Sur l’image d’illustration Sedna, Quaoar (qui sont les plus susceptibles d’entrer dans la catégorie des planètes naines) et Cérès.

Les lois astronomiques simplifiées, applicables dans le système solaire et ailleurs dans l’univers

Pour comprendre le cheminement intellectuel des astronomes, nous allons ici introduire les bases simplifiées des lois de la physique spatiale :

La gravitation universelle de Isaac Newton

Cette loi nous dit que tout objet matériel attire à lui les autres objets, dans un rapport proportionnel à sa masse et selon sa nature. Pour mieux comprendre, reprenons l’exemple de la pomme de Newton : la Terre exerce une attirance sur la pomme, mais la pomme exerce aussi une attirance sur la Terre. Hors, comme la Terre a une plus grande masse que la pomme, c’est son attraction (sa gravité) qui l’emporte.

La loi de l’inertie, ou « première loi de Newton »

Cette loi dit qu’en l’absence de force extérieure, tout corps en mouvement conserve celui-ci de manière rectiligne à vitesse constante. Par exemple, un objet que l’on lance dans l’espace continuera sa route à l’infini et à la même vitesse s’il ne rencontre aucun « obstacle » du type nuage de poussière (qui le ralentira), autre corps céleste qu’il percuterait (arrêt de l’objet ou déviation de la course avec une nouvelle vitesse) ou un corps qui l’attirerait à lui (augmentation ou diminution de la vitesse).

Enfin, plus compliquées, les lois de Kepler

La première dit que l’orbite d’une planète au sein du système solaire forme une ellipse dont l’un des deux foyers est occupé par le Soleil.

La deuxième dit que la vitesse de révolution d’une planète sur son orbite est constante, la planète fera donc toujours le tour de notre astre à la même vitesse, soit en 365,25 jours pour la Terre, mais qu’elle varie quand même selon la position par rapport au Soleil : quand la planète est près de celui-ci, elle avance plus « vite » et quand elle est loin, elle avance plus « lentement » (à cause de l’attraction du Soleil selon la loi de Newton). Sans rentrer dans les détails, la troisième loi de Kepler nous permet de calculer la distance moyenne entre une planète et notre étoile. Elle permettrait donc théoriquement d’aider dans la détection et l’observation de notre nouvelle planète.

Si vous n’avez pas tout compris, ce n’est pas grave, retenez juste que :
– tout objet attire les autres à lui, mais dans des proportions différentes selon sa taille et sa composition ;
– un objet lancé dans l’espace suivra une trajectoire rectiligne et à une vitesse constante si aucune force extérieure ne le perturbe ;
– les planètes tournent autour du Soleil à une vitesse variable, mais toujours dans une même durée.

La Théorie de la planète « IX » dans notre système solaire

Cette théorie de la découverte d’une neuvième planète ne date pas d’hier. Cinq des planètes sont connues depuis l’Antiquité, car elles reflètent la lumière du Soleil et sont dès lors observables à l’œil nu (il y a d’ailleurs eu, fin janvier, un alignement de ces planètes dans notre ciel). Puis Uranus a été découverte en 1781 par hasard, grâce à un télescope. C’est déjà après l’analyse d’irrégularités de la trajectoire de certains corps de cette fameuse ceinture de Kuiper, évoquée plus haut, qu’en 1846, Neptune puis Pluton dans les années 1930, ont aussi été découvertes. Plus tard, dans les années 1990, d’autres corps y ont été observés dans une orbite plus éloignée encore du Soleil que Pluton, les fameux corps trans-neptuniens. Cependant, toutes les irrégularités de déplacements de ces corps n’ont pas encore été expliquées.
D’abord réfutée par la NASA en 2014, de récentes études et observations ont remis au goût du jour cette idée d’une neuvième planète. L’observation, entres autres, de six corps trans-neptuniens aux mouvements particulièrement bizarres a donné lieu à de plus amples recherches. Et si leur orbite singulière était due à un corps aussi imposant qu’une… planète ! C’est ce que Mike Brown et Konstantin Batygin, deux chercheurs américains du California Institute of Technologies, ont tenté de vérifier grâce à un modèle mathématique. À partir des données de leurs déplacements autour du Soleil, ils ont introduit les variables qu’aurait cette dixième planète (gravitation, orbite, vitesse…) et à force de tâtonnement, la simulation a donné un résultat positif ! Il ne reste donc plus qu’à observer réellement ce nouvel astre… Pas facile !

Carte d’identité de cette nouvelle planète du système solaire

Nom : Neuvième planète, Planète Neuf, Planète IX ou « Planet Nine » telle que décrite dans l’article des deux Américains, ou encore pour les nostalgiques de Pluton, « Planète X » ou dixième planète.
Localisation : quelque part bien au-delà de Pluton, en orbite à plusieurs dizaines de milliards de kilomètres autour du Soleil (en comparaison, notre distance avec lui est de 1,49 millions de kilomètres et la distante centre du système solaire-Pluton est en moyenne de 7 milliards de kilomètres).
Aspect : planète de glace.
Taille : 3 à 4 fois plus large que la Terre (voir image d’illustration).
Masse : 10 000 fois celle de la Terre.
Révolution autour du Soleil : entre 10 000 et 20 000 ans (temps mis par la planète pour faire le tour complet autour de notre astre, qui est de 1 an = 365,25 jours pour la Terre).
Observation réelle : elle n’a pas encore été observée en réalité, les scientifiques vont d’abord essayer de réduire le champ de balayage des télescopes. Imaginez un peu, même si elle est plutôt grosse, la zone de recherche de cette planète s’étendrait sur des milliards de km². De plus, comme elle est éloignée du Soleil, cette planète serait très sombre et donc difficile à distinguer du fond noir de l’espace.
Ce serait un peu comme rechercher une aiguille grise dans une botte de foin noire !

De quoi se sentir tout petit … Et vous, quel nom donneriez-vous à cette « nouvelle » planète ? Et est-ce que vous y croyez ? Votre avis nous intéresse, laissez-nous un commentaire !