Des planètes errantes provenant d’autres systèmes pourraient être piégées aux confins de notre système solaire

Des astronomes ont récemment détecté des signes de présence de planètes errantes dans notre système solaire, par le biais de l’observation de microlentilles gravitationnelles. Désormais « capturées » par le Soleil, elles auraient été autrefois gravitationnellement liées à d’autres étoiles.

La mise en évidence récente de signes révélateurs de ces planètes flottantes libres (FFP) par le MOA-II et les travaux (disponibles sur la plateforme arXiv) de différents chercheurs, dont Amir Siraj, astrophysicien théoricien à l’université de Princeton, suggèrent que des planètes éjectées de leurs systèmes stellaires d’origine pourraient se trouver piégées aux confins de notre propre système.

Cette hypothèse, appuyée par des données de microlentilles gravitationnelles et des modèles de formation planétaire, soulève la possibilité de la présence d’anciennes exoplanètes à proximité, offrant une opportunité unique pour l’étude de la formation planétaire et la recherche de vie extraterrestre.

Les vagabondes de l’espace…

Une étude de mars 2023 a révélé l’existence de potentielles planètes errantes (appelées aussi « planètes vagabondes »), également connues sous le nom de planètes flottantes libres (FFP). Ces corps célestes uniques voyagent à travers l’espace, dérivant librement sans être ancrés à une étoile hôte.

Cette découverte a été rendue possible par l’analyse des données de microlentilles gravitationnelles recueillies par le projet MOA-II entre 2006 et 2014. Les microlentilles gravitationnelles sont un phénomène dans lequel la lumière d’une étoile lointaine est courbée et amplifiée par la gravité d’un objet massif, comme une planète, se situant devant l’étoile et l’instrument d’observation (la Terre dans ce cas). Cette technique a permis aux astronomes de détecter des planètes de masses variées, y compris des planètes de taille similaire ou même inférieure à celle de la Terre, qui autrement seraient trop éloignées ou trop sombres pour être détectées directement.

L’ampleur de cette découverte est surprenante. En effet, l’étude indique que le nombre de ces FFP est considérablement plus élevé que ce que les modèles astronomiques actuels prédisent. La fréquence de ces planètes errantes serait entre 19 et 23 fois supérieure à celle des planètes en orbite large autour de leur étoile, selon les estimations. Cette abondance inattendue des FFP suggère un scénario où de nombreuses planètes pourraient avoir été éjectées de leurs systèmes planétaires d’origine.

Cette éjection pourrait être le résultat d’interactions gravitationnelles complexes au sein des systèmes stellaires, en particulier pendant les phases tumultueuses de leur formation. Ces résultats remettent ainsi en partie en question les théories existantes sur la formation et l’évolution des systèmes planétaires, suggérant que le processus pourrait être plus chaotique et dynamique que ce que l’on pensait. La présence de ces planètes errantes dans l’espace interstellaire pourrait donc fournir des indices cruciaux sur les mécanismes sous-jacents qui régissent la naissance et la maturation des systèmes planétaires dans notre galaxie.

Des planètes capturées aux confins du système solaire

Des recherches complémentaires, menées par Amir Siraj, suggèrent que notre propre système solaire pourrait avoir capturé de telles planètes errantes au cours de son évolution. Ces planètes, de taille similaire à Mars ou Mercure, se situeraient à des distances extrêmement éloignées de la Terre, potentiellement de l’ordre de centaines voire de milliers d’unités astronomiques (UA). Une unité astronomique correspond à la distance moyenne entre la Terre et le Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres.

Ainsi, ces planètes capturées se trouveraient bien au-delà des confins les plus éloignés de notre système solaire connu, dans une région peu explorée et mystérieuse. Cette hypothèse suggère que notre système solaire pourrait être plus complexe et diversifié que ce que l’on pensait, avec la présence potentielle de corps célestes originaires d’autres systèmes stellaires.

Jusqu’à présent, l’exploration des exoplanètes a été limitée par les grandes distances qui nous séparent d’autres systèmes stellaires. Cependant, la possibilité d’avoir des exoplanètes capturées au sein de notre propre système permettrait aux scientifiques d’étudier ces mondes étrangers de beaucoup plus près. Cela pourrait fournir des informations précieuses sur la formation et l’évolution des planètes, ainsi que sur les conditions nécessaires à l’apparition de la vie.

La nouvelle caméra géante du Vera C. Rubin Observatory, dont la mise en service est prévue pour 2025, jouera certainement un rôle clé dans cette quête. Avec ses capacités d’observation avancées (un capteur numérique de 3,2 milliards de pixels), cet observatoire pourrait détecter la faible luminosité de ces planètes lointaines, offrant ainsi la première opportunité concrète d’étudier des « ex-exoplanètes » au sein de notre propre système solaire.

Des prédictions distinctes des modèles existants

L’hypothèse proposée par Amir Siraj et d’autres chercheurs concernant les planètes vagabondes capturées par le système solaire se distingue nettement des spéculations antérieures sur des corps célestes hypothétiques, tels que la célèbre « planète Neuf ».

Alors que la recherche de la planète Neuf est principalement motivée par des anomalies dans les orbites des objets transneptuniens, suggérant l’influence gravitationnelle d’une grande planète inconnue, l’hypothèse des planètes errantes repose sur une base différente. Elle est fondée sur des modèles de formation stellaire et planétaire, prenant en compte la dynamique des jeunes systèmes stellaires et les interactions gravitationnelles pouvant éjecter des planètes de leur orbite originelle. Cependant, bien que cette hypothèse soit soutenue par des données et des modèles concrets, elle nécessite encore des recherches approfondies pour être confirmée.

Source : arXiv