Vue d'artiste de la 9e planète supposée du Système solaire.

La neuvième planète du système solaire

Comme la plupart, à l’école j’ai appris que le système solaire contenait 9 planète : Mercure, Venus, la Terre, Mars, Saturne, Uranus, Neptune et enfin Pluton. Depuis sa découverte en 1930, cette dernière était considérée comme une planète. Seulement il y a quelques années, les scientifiques ont décidé de la déclasser au rang de planète naine, ne laissant plus que 8 planètes tournant autour du soleil.

 

Pourquoi Pluton n’est plus une planète ?

 

Photographie en couleurs quasi-réelles de Pluton prise par la sonde New Horizons le 14 juillet 2015
Photographie en couleurs quasi-réelles de Pluton prise par la sonde New Horizons le 14 juillet 2015 credits : NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute

 

A la fin du XXème siècle de plus en plus d’objets aussi grands que Pluton ont été découverts dans le système solaire. En 2005, des astronomes américains ont même découvert un corps légèrement plus gros que lui nommé 2003UB313 et surnommé  Eris, sur une orbite elliptique située au-delà de Pluton.  En 2006, l’UAI (Union Astronomique Internationale) décida alors de changer la définition de planète. « Le mot ‘planète’ désignait initialement les ‘vagabonds’ du ciel, c’est-à-dire les points de lumière qui bougeaient par rapport aux étoiles. »

Catherine Cesarsky alors présidente élue et vice-présidente de l’Union astronomique internationale (UAI) témoigne : « On avait appris qu’il y avait des astéroïdes transneptuniens, et que parmi ces astéroïdes, il y en avait qui étaient suffisamment gros pour être ronds, et que ceux-là on les avait appelés ‘planètes naines’ et que Pluton n’était qu’un parmi eux. Et effectivement, depuis, on en a découvert 4 autres ! » « On venait à l’époque de découvrir des objets transneptuniens aussi gros, voire plus gros que Pluton. Si Pluton demeurait une planète, alors on devait en ajouter d’autres à la liste. Et d’autres, encore, plus tard »

Pour avoir le droit au statut de planète, un corps céleste doit désormais satisfaire 3 conditions :

  • être en orbite autour du Soleil
  • avoir une masse suffisante pour que sa gravité l’emporte sur les forces de cohésion du corps solide et le maintienne en équilibre hydrostatique, sous une forme presque sphérique
  • avoir éliminé tout corps susceptible de se déplacer sur une orbite proche

C’est à cause de cette dernière condition que Pluton fut déclassé du statut de planète à celui de planète naine. Des centaines d’objets sont toujours présents dans son voisinage. Sa force gravitationnelle n’est pas suffisante pour attirer et agglomérer les corps autour de lui, ou les repousser au loin.

La définition d’une planète naine est  :

  • un corps qui est en orbite autour du Soleil
  • a une masse suffisante pour que sa gravité l’emporte sur les forces de
    cohésion du corps solide et le maintienne en équilibre hydrostatique, sous une forme presque sphérique
  • n’a pas éliminé tout corps susceptible de se déplacer sur une orbite proche
  • n’est pas un satellite

Le 24 août 2006, Pluton, Cérès et Eris devinrent alors des planètes naines.

Tous les autres objets en orbite autour du Soleil sont désormais appelés ‘petits corps du Système Solaire’.

 

L’évolution du nombre de planètes au cours de l’histoire

 

Planètes et planètes naines déclarées du Système solaire.
Planètes et planètes naines déclarées du Système solaire.

 

Le nombre de planètes à beaucoup changé au cours de l’histoire.

Dans l’antiquité, tous les astres qui paraissaient bouger en comparaison avec les points fixes (les étoiles) étaient considérés comme des planètes et appelés les 7 astres errants : le Soleil, la Lune et Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne visibles à l’oeil nu.

En 1543, Copernic publie De Revolutionibus orbium coelestium / Des révolutions des orbes célestes. Pour lui, ce n’est plus la terre mais le Soleil qui occupe le centre du monde et  autour duquel les 7 planètes Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter et Saturne tournent.

En 1609, suite aux travaux de Kepler, la définition d’une planète devient un corps dont le mouvement est gouverné par les 3 lois de Kepler.

En 1610, Galilée découvre 4 satellites galiléens de Jupiter : Io, Europe, Ganymede et Callisto les rajoutant au nombre des planètes qui passe alors à 11.

Titan en 1655 puis 4 autres satellites autour de Saturne découverts par Huygens s’y rajoutent, ce qui donne 16 planètes.

Ce nombre descend à 6 lorsque les scientifiques décident de limiter les planètes aux corps qui tournent autour du Soleil. Les satellites deviennent ceux qui orbitent autour d’une planète.

Herschel découvre Uranus en 1781, il y a désormais 7 planètes.

Ceres découverte en 1801 entre Mars et Jupiter suivie de 4 autres petits corps qui tournant autour du Soleil font remonter ce nombre à 12.

Il augmente encore à 13 avec la découverte de Neptune en 1856 déduite des anomalies dans l’orbite d’Uranus par le mathématicien et astronome français Urbain Le Verrier puis observée par l’allemand Johann Galle.

Les petits corps entre Mars et Jupiter sont ensuite redéfinis comme des corps de la Ceinture d’asteroïdes. Il n’y a plus que 8 planètes.

Et enfin en 1930 Pluton devient la 9eme planète de notre système solaire.

 

A la recherche de la neuvième planète ou planète X

 

En 2012, les astronomes américains  Chadwick Trujillo et Scott S. Sheppard, découvrent l’astéroïde 2012 VP113 depuis l’observatoire Gemini (Hawaï) puis en 2014 comparent sa trajectoire avec celles de douze autres objets de la ceinture de Kuiper (zone du Système solaire s’étendant au-delà de l’orbite de Neptune) et transneptuniens trouvés récemment. Étonnamment, ils voyagent à des vitesses différentes mais ont tous la même inclinaison orbitale et viennent croiser le plan de l’écliptique (plan d’orbite de la Terre autour du Soleil) lorsque leur orbite est la plus proche du Soleil comme si un gros aimant les influençait. Pour Shaddick et Sheppard, l’explication la plus probable est la présence de deux Superterres, des planètes inconnues au-delà de Pluton,  l’une à 200 UA et l’autre à 250 UA du Soleil.

 

 

En 2014, Mike Brown prend connaissance de ces travaux et commence à collaborer avec Konstantin Batygin de l’Institut de technologie de Californie (Caltech) pour approfondir le sujet. Ils ont observé de près six de ces objets et testé des simulations numériques pour calculer quelles devaient être la masse et l’orbite d’une planète qui correspondrait aux observations.  Konstantin Batygin explique « A partir de là, nous avons travaillé avec nos propres modèles numériques pour déduire que la création, puis la position de tous ces corps lointains ne pouvaient s’expliquer que par l’attraction gravitationnelle d’un astre »  La planète 9 est ainsi repérée de manière indirecte tout comme Neptune l’a été par Le Verrier.

Ils publient leurs travaux en janvier 2016. Selon leurs hypothèses, cette neuvième planète qu’ils surnomment Phattie  serait environ dix fois plus massive que la Terre pour un diamètre deux à quatre fois plus grand et n’émettrait que très peu de lumière. Cette planète serait suffisamment massive pour avoir une forte influence gravitationnelle sur ces objets de la ceinture de Kuiper. Les scientifiques estiment qu’une planète rocheuse ne peut excéder environ deux fois le diamètre de la Terre. Étant donnée sa taille, Phattie serait donc gazeuse. Située sur une orbite vingt fois plus éloignée que celle de Neptune qui évolue autour du soleil à 4,5 milliards de kilomètres, elle ferait un tour complet autour de notre étoile en 10.000 à  20.000 ans. Née il y a plus de 4,5 milliards d’années comme les huit connues, elle serait restée cachée car trop éloignée et trop sombre.

 

 

Le 15 février 2017, la NASA a ouvert un projet participatif collaboratif Backyard Worlds: Planet 9   mené par l’astronome Adam Schneider et son équipe de l’Université d’Arizona afin de trouver cette fameuse neuvième planète. Les internautes doivent passer en revue  750 millions d’images du ciel en infrarouge issues du télescope WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer)

« La recherche automatisée ne marche pas toujours très bien dans certaines régions célestes, comme la voie lactée, car il y a trop d’étoiles, ce qui embrouille les algorithmes. Alors que le cerveau humain, contrairement aux machines, sait très bien identifier le mouvement. » indique Aaron Meisner, chercheur à UC Berkeley.

 

A l’heure d’aujourd’hui, la planète 9 ou planète X n’est encore qu’une théorie. Aucune grosse planète transneptunienne (dont l’orbite est au-delà de celle de la Neptune) n’a encore été observée mais peut-être le successeur de Hubble, le télescope spatial James-Webb lancé au printemps 2019 sera en mesure de la découvrir.

 

Sources

Observatoire de Paris

Texte officiel de l’UAI

Sciences et avenir

Astronomical journal 

Le nombre de planètes 

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