L’intérêt pour la Planète X, une planète hypothétique située au-delà de Neptune, apparaît dès la fin du 19ème siècle et n’a plus quitté les astronomes depuis. Au cours de ces dernières années, diverses observations portant sur des objets transneptuniens ont fourni des données allant dans le sens de l’existence de cette potentielle neuvième planète. Récemment, des astrophysiciens ont découvert un nouvel objet transneptunien, baptisé « Le Gobelin », dont l’orbite conforterait la présence de l’hypothétique Planète X.

C’est le 1er octobre 2018 que l’International Astronomical Union’s Minor Planet Center annonce la découverte d’un nouvel objet transneptunien nommé 2015 TG387 (ou « The Goblin », en référence au « TG » dans sa désignation). La découverte a été faite par les astrophysiciens américains Scott Sheppard, Chad Trujillo et Dave Tholen.

Le nouvel objet est situé à 80 UA du Soleil, soient environ 10’000’000’000 de kilomètres. À titre de comparaison, Pluton est situé à 34 UA du Soleil ; 2015 TG387 est donc deux fois et demi plus loin du Soleil que l’est Pluton.

« Nous pensons qu’il pourrait y avoir des milliers de petits corps comme 2015 TG387 en marge du Système solaire, mais leur distance rend leur détection très compliquée » explique Tholen. « Pour le moment, nous ne pouvons détecter 2015 TG387 que lorsqu’il est au point de son orbite le plus proche du Soleil (périhélie). Sinon, le 99% du temps durant son orbite de 40’000 ans, il est trop loin et flou pour que nous puissions l’observer, même avec les télescopes actuels les plus puissants ».

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Tholen a observé l’objet transneptunien pour la première fois en octobre 2015 grâce au télescope japonais Subaru de 8 mètres, basé au Mauna Kea (Hawaï). Les logiciels avaient détecté le mouvement inhabituel de l’objet, conduisant Tholen à mesurer plus précisément sa position afin de tourner vers lui d’autres télescopes.

decouverte 2015TG387 telescope subaru

Animation montrant la découverte de 2015 TG387. Elle est composée de deux images prises à 3h d’intervalle le 13 octobre 2015 par le télescope Subaru. L’on peut apercevoir l’objet bouger entre les deux images, au centre. Crédits : Dave Tholen/Chad Trujillo/Scott Sheppard

Obtenir une orbite précise de l’objet a nécessité plusieurs années d’observation aux astrophysiciens car ce dernier se déplace lentement sur une très grande orbite, et possède donc une très longue période orbitale. Pour ce faire, les scientifiques ont utilisé les télescopes Magellan (observatoire de Las Campanas, Chili) et Discovery Chanel (Arizona) entre 2015 et 2018 afin de mesurer l’orbite de 2015 TG387.

Les données ont montré que l’objet se déplaçait sur une orbite très allongée et que son périhélie se trouvait à environ 65 UA du Soleil. Seuls deux autres objets, 2012 VP113 et Sedna, possèdent des périhélies plus distants, respectivement de 80 et 76 UA. Toutefois, son demi-grand axe orbital est plus grand que celui de 2012 VP113 et Sedna, le conduisant à voyager bien plus loin du Soleil que les deux autres objets.

Ces caractéristiques font du Gobelin, comme 2012 VP113 et Sedna, un sednoïde. À son point le plus éloigné du Soleil, l’aphélie, il atteint une distance de 2300 UA. 2015 TG387 est l’un des rares objets connus à ne jamais se rapprocher suffisamment des planètes géantes du Système solaire, comme Neptune ou Jupiter, pour avoir une interaction gravitationnelle avec celles-ci.

« Ces objets situés à l’intérieur du nuage d’Oort sont isolés de la majorité de la masse du Système solaire, ce qui les rend extrêmement intéressants. Ils peuvent être utilisés comme des sondes pour comprendre ce qu’il se passe aux limites du Système solaire » explique Sheppard.

L’objet a été découvert alors que les astrophysiciens cherchaient des planètes naines inconnues, et la Planète X. « Ces objets distants sont comme des miettes de pain nous conduisant à la Planète X. Plus nous en découvrons, et mieux nous comprenons le Système solaire périphérique ainsi que la potentielle planète dont nous pensons qu’elle influence leur orbite — une découverte qui modifierait notre modèle d’évolution du Système solaire » ajoute Sheppard.

2015TG3687 orbite sednoide

Schéma illustrant les orbites des sednoïdes 2015 TG387, 2012 VP113 et Sedna, comparé au reste du Système solaire. L’orbite de l’objet nouvellement découvert, qu’il boucle en 40’000 ans, est très fortement allongée. Crédits : Roberto Molar Candanosa/Scott Sheppard/Carnegie Institution for Science

Avec son diamètre de 300 km, 2015 TG387 est à la limite d’être classée comme planète naine. L’orientation similaire des orbites de 2015 TG387, 2012 VP113, Sedna et plusieurs autres objets transneptuniens suggère qu’un objet plus massif influence ces orbites. Trujillo et ses collègues ont effectué des simulations informatiques pour déterminer l’incidence de différentes orbites de l’hypothétique Planète X sur l’orbite de 2015 TG387.

Pour ce faire, les simulations ont inclus une planète de type super-Terre située à plusieurs centaines d’UA, sur une orbite allongée. Ce choix résulte des travaux des astrophysiciens Konstantin Batygin et Michael Brown (Caltech). Les simulations ont montré que, non seulement l’orbite de 2015 TG387 était stable depuis la formation du Système solaire, mais était aussi guidée par la gravité de la Planète X, maintenant l’objet à distance de cette dernière.

Ce « guidage gravitationnel » pourrait expliquer la raison pour laquelle la plupart des objets transneptuniens distants ont des orbites similaires. Ces orbites les tiennent éloignés de la Planète X, de manière identique à Pluton, qui ne s’approche jamais trop près de Neptune malgré le croisement de leurs orbites.

« Ce qui rend cette découverte extrêmement intéressante, c’est que la Planète X semble affecter l’orbite de 2015 TG387 de la même manière que pour tous les autres objets transneptuniens distants. Ces simulations ne prouvent bien entendu pas qu’il existe une autre planète massive dans notre Système solaire, mais offrent de plus amples indices quant à l’existence éventuelle d’une telle planète » conclut Trujillo.

Source : Hawaii’s Institute for Astronomy

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