La Planète neuf (ou neuvième planète) est une planète hypothétique qui serait située au-delà de Neptune et ferait environ 5 fois la masse de la Terre. Bien que son existence ait été prédite en 2016 sur la base de perturbations orbitales de plusieurs objets transneptuniens, elle n’a jamais été observée. Cependant, une équipe anglo-hongroise d’astrophysiciens a récemment suggéré que l’instrumentation du télescope spatial TESS, destiné à la recherche d’exoplanètes, pourrait avoir la résolution suffisante pour observer la planète Neuf si celle-ci existait bel et bien.

Selon un nouvel article publié dans la revue Research Notes of AAS, il pourrait exister une autre solution : le télescope spatial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA. Et il est possible que la potentielle planète ait déjà été observée et soit cachée dans les données de TESS.

TESS recherche les exoplanètes en utilisant la méthode du transit. Lorsqu’une planète orbite autour de son étoile hôte, elle est à l’origine de légères variations de luminosité lorsqu’elle passe devant l’étoile. Ce sont ces variations cycliques que traque TESS.

Cependant, dans le cas de la Neuvième Planète, détecter son transit serait impossible car elle ne passerait pas entre TESS et le Soleil. Et une seule exposition ne révélerait pas un objet aussi faiblement lumineux que la planète Neuf.

Détecter l’hypothétique planète Neuf grâce à TESS et au suivi numérique

Cependant, la manière dont TESS observe les parties du ciel pendant de longues durées pourrait être combinée à une technique d’astronomie appelée suivi numérique.

Afin de révéler les creux du transit, TESS prend beaucoup d’images d’un seul champ d’observation. En empilant ces images, les objets pâles peuvent devenir beaucoup plus brillants et révéler des objets qui seraient autrement cachés. Comme la planète Neuf est un objet en mouvement, le simple empilement des images ne révélerait pas nécessairement la planète.

 

methode detection transit

La méthode de détection des transits permet de détecter les planètes via les variations de luminosité de l’étoile hôte lorsque la planète passe devant celle-ci. Cependant, cette méthode ne peut être utilisée par TESS dans le cas de la planète Neuf. Les astrophysiciens doivent donc utiliser une autre technique : le suivi numérique. Crédits : Lanao

Quelques approximations doivent donc être faites pour calculer une orbite estimée de l’objet et décaler en quelque sorte les expositions pour les centrer sur la position estimée — et empiler les images ensuite. « Pour découvrir de nouveaux objets, avec des trajectoires inconnues, nous pouvons essayer toutes les orbites possibles ! » écrivent les auteurs.

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Les chercheurs chargent les images, ainsi que les corrections d’orbite et de parallaxe (TESS a une orbite extrêmement elliptique autour de la Terre, de sorte que la ligne de vue se déplace au fur et à mesure qu’elle avance) dans un logiciel et attendent ensuite les résultats. L’approche semble simpliste à première vue, mais fonctionne bien. Par exemple, le suivi numérique avec le télescope spatial Hubble a été utilisé pour découvrir plusieurs objets au-delà de Neptune.

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TESS : une résolution suffisante pour observer au-delà de Neptune

Des modèles ont suggéré que la Planète neuf avait une magnitude apparente — c’est-à-dire sa luminosité vue de la Terre — comprise entre 19 et 24. Certains objets transneptuniens en orbite connus dont les magnitudes apparentes se situent dans cette plage sont les suivants : Sedna (20.5 à 20.8), 2015 BP519 (21.5) et 2015 BM518 (21.6).

detection magnitude

Haut : graphique présentant l’efficacité de détection en fonction de la magnitude apparente. Bas : images résolues de (90377) Sedna (IC ~ 20.2), 2015 BP519 (IC ~ 21.6) et 2015 BM518 (IC ~ 21.6). Crédits : Matthew J. Holman et al. 2019

Ainsi, l’équipe a utilisé le suivi numérique pour résoudre chacun de ces trois objets. Et les trois se sont présentés avec une apparence faiblement résolue et floue, mais identifiable. Hypothétiquement, TESS devrait pouvoir voir n’importe quel objet à peu près à la même magnitude. Ce qui signifie que le télescope devrait également être en mesure de voir la planète Neuf.

Sources : RNASS

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