Sur la base d’une série de simulations visant à étudier la formation de notre système solaire, des astronomes suggèrent qu’il pourrait y avoir une autre planète en orbite, située au-delà de Neptune. Cette planète, dont la taille devrait avoisiner celle de la Terre ou de Mars, aurait été « poussée » aux confins de notre système par les géantes gazeuses qui constituent aujourd’hui le système solaire externe.
Cette annonce n’est pas sans rappeler l’hypothétique « planète neuf », dont l’existence supposée aurait été déduite des perturbations observées au niveau de l’orbite de plusieurs objets transneptuniens. En 2016, des astronomes du California Institute of Technology affirmaient, en effet, avoir réuni les preuves de la présence d’une planète géante (d’une masse environ 10 fois supérieure à celle de la Terre), orbitant autour du Soleil environ 20 fois plus loin que Neptune.
Il n’est pas question d’une telle planète neuf ici. Toutefois, les auteurs de cette nouvelle étude publiée dans Annual Review of Astronomy and Astrophysics affirment que les simulations visant à retracer l’évolution du système solaire ne sont pas encore en mesure d’expliquer sa configuration actuelle en raison d’informations manquantes. Ces données manquantes pourraient impliquer une autre planète, qui tournait autrefois autour du Soleil, à des distances comparables à celles des géantes gazeuses (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune).
Une configuration planétaire peu répandue
Les scientifiques n’ont de cesse d’étudier notre système solaire, pour comprendre à la fois comment les planètes ont vu le jour, mais aussi comment elles sont parvenues aux différentes positions qu’elles occupent aujourd’hui.
Notre système solaire est constitué (par ordre croissant de distance au Soleil) de quatre planètes rocheuses internes (Mercure, Vénus, Terre, Mars), d’une ceinture d’astéroïdes, et de quatre géantes gazeuses (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune), qui constituent le système externe. Au-delà de Neptune, on recense des planètes naines, telles que Pluton — localisée dans la ceinture de Kuiper — ou Éris, ainsi que d’autres objets comme des comètes.
Grâce aux découvertes réalisées ces dernières décennies, il apparaît aujourd’hui que notre système n’est pas comme la plupart des systèmes stellaires de la galaxie. Seuls 10 à 15% des systèmes stellaires adopteraient une configuration similaire au nôtre, caractérisée par la présence de géantes gazeuses à l’extérieur.
Ainsi, pour Brett Gladman et Kathryn Volk, cette configuration n’est pas logique. Ils considèrent en effet peu probable que notre système solaire ait évolué en créant quatre géantes gazeuses, puis uniquement des planètes naines dans la zone extérieure. Selon eux, il devrait exister des planètes d’autres tailles, comme le suggèrent les simulations qu’ils ont effectuées. En particulier, il se trouve que la présence d’une autre planète de la taille de la Terre ou de Mars dans le système solaire externe, peut-être entre deux des géantes gazeuses, produit un modèle informatique plus précis du développement de notre système solaire.
Puis, sous l’effet des interactions gravitationnelles des géantes, cette planète aurait ensuite été éjectée plus loin dans l’espace — à l’instar de nombreux objets et planètes naines transneptuniens qui se sont formés relativement près du Soleil et qui ont été repoussés par la suite vers la froide périphérie du système. Selon leurs calculs, la probabilité de présence d’une telle planète dans la région de la ceinture de Kuiper est d’au moins 50%.
Une détection probable lors de futures observations
Plusieurs autres équipes d’experts arrivent aux mêmes conclusions que Gladman et Volk. Kedron Silsbee, du Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, et Scott Tremaine, de l’Institute for Advanced Study, rapportent des résultats similaires. D’après leurs simulations, les planètes externes n’étaient pas dans leurs orbites d’origine, et parfois même, pas dans le même ordre ; elles suggèrent que les géantes gazeuses auraient pu avoir une aide supplémentaire pour se rendre à leurs positions actuelles.
Ainsi, un autre gros objet du système solaire interne pourrait avoir été poussé en périphérie du système solaire par les géantes gazeuses, ou bien avoir été complètement éjecté au-dehors. « Nos simulations ont révélé que dans environ la moitié des cas, toutes les planètes à l’échelle de Mars dans le système solaire externe ont été éjectées dans l’espace interstellaire », explique Tremaine. Dans la moitié restante, la planète a été laissée dans une orbite similaire à celle de la population d’objets de la ceinture de Kuiper.
« Je conviens qu’il est probable qu’une planète de classe Mars était là au départ, mais la question est de savoir si elle a survécu et si nous en avons des preuves », a déclaré David Nesvorny, un scientifique du Southwest Research Institute. Si une telle planète existe sur les bords extérieurs du système solaire, les nouveaux télescopes en construction — tels que celui de l’Observatoire Vera-C.-Rubin, au Chili — pourront peut-être la repérer et ainsi confirmer cette théorie.
Une galaxie est une grande structure cosmique composée d'un
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