Un mystère se cache aux confins de notre système solaire. Pendant longtemps, les astronomes ont cru que les huit planètes tournaient sur des orbites circulaires presque parfaites parce qu'elles se formaient autrefois dans le disque tourbillonnant de poussière et de gaz entourant le jeune soleil. Mais en 2003, les scientifiques ont découvert quelque chose d'étrange: la planète naine Sedna a une étrange orbite, changeant de position de deux distances vers Pluton à plus de vingt distances vers le Soleil. Et elle n'est pas seule. Dans les années qui ont suivi, les astronomes ont découvert près de deux douzaines d'objets glacés distants dont les orbites sont oblongues et étrangement inclinées par rapport au plan du système solaire.
Pour expliquer ces bizarreries, les scientifiques ont suggéré que ces mondes sont peut-être les cicatrices d'un passé violent. Peut-être qu'une fois dans la jeunesse du système solaire, une étoile est passée à proximité et a renversé ces mondes. Ou la neuvième planète distante par sa gravité a perturbé l'ordre dans notre système.
Cette dernière hypothèse a pris du poids au cours des dernières années, amenant la première à renifler de la poussière, explique Suzanne Pfalzner, astronome à l'Institut de radioastronomie. Max Planck en Allemagne. Les anomalies dans les orbites de plusieurs petits objets dans le système solaire externe ont accumulé des preuves que la «neuvième planète» est environ 10 fois la masse de la Terre. Pendant ce temps, un envahisseur d'étoiles était considéré comme trop improbable - jusqu'à présent. Pfalzner et ses collègues ont récemment publié un article sur le serveur de pré-impression arXiv, qui a été accepté par The Astrophysical Journal, dans lequel ils ont montré que les étoiles peuvent voler près de notre système solaire beaucoup plus souvent qu'ils ne le pensaient. Ces résultats non seulement confèrent du poids à la théorie du survol stellaire, mais peuvent également expliquer comment la «neuvième planète» s'est retrouvée sur son étrange orbite.
L'orbite étrange de Sedna
Les astronomes savent que le soleil n'a pas toujours été aussi solitaire. Il est né dans un amas de centaines ou de dizaines de milliers d'étoiles qui se sont dispersées à travers la galaxie 10 millions d'années plus tard. Par conséquent, alors que notre Soleil était à l'intérieur de cet amas, les étoiles se sont précipitées dans une danse vertigineuse qui pourrait facilement conduire à un vol dans notre système solaire naissant. Mais après que l'amas a été déchiré, la probabilité d'une telle invasion est tombée à presque zéro. En tout cas, ils le croyaient. Mais Pfalzner et ses collègues affirment maintenant que les chances d'une invasion sont restées relativement élevées après que le cluster a commencé à s'effondrer. Après de longues simulations informatiques, ils ont découvert qu'une étoile avec la masse de notre Soleil avec une probabilité de 20 à 30% pouvait voler dans 50 à 150 UA. de Pluton (1 UA est la distance de la Terre au Soleil,environ 150 millions de kilomètres). Une approche aussi étroite bouleverserait sûrement notre jeune système solaire.
Bien que les grandes planètes restent intactes (le Soleil, par exemple, n'a presque pas de faible gravité des huit planètes), l'invasion pourrait éloigner de petits objets, les plaçant sur d'étranges orbites autour du système solaire. De plus, les simulations ont également recréé une deuxième tendance observée par les astronomes dans le système solaire: la tendance des objets externes à se regrouper. Ils se déplacent ensemble en groupes rapprochés. En termes simples, l'étoile envahissante s'intègre parfaitement dans les modèles d'observation.
"Mais si elles dureront 4,5 milliards d'années," c'est-à-dire tant que le système solaire existera, "est une question à un million de dollars", explique Scott Kenyon, astronome au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics qui n'a pas participé à l'étude. Et Pfalzner est d'accord avec lui. Elle aimerait modéliser un comportement à long terme afin de comprendre si les changements causés par l'invasion stellaire persisteront tout au long de la vie de notre système.
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Les scientifiques recherchent avec impatience de nouvelles données à travers un certain nombre de campagnes d'observation différentes. Plusieurs équipes, par exemple, sont déjà en train de peigner de grandes parties du ciel à la recherche de bizarreries dans le système solaire externe. Scott Sheppard, astronome du Carnegie Institute of Science qui n'a pas participé à l'étude, ne peut contenir son enthousiasme avant le lancement du Grand Télescope Synoptique, une parabole de 8,4 mètres qui ouvrira des centaines de nouveaux systèmes solaires.
Kenyon, quant à lui, espère que le vaisseau spatial Gaia, qui est en train d'affiner les positions d'un milliard d'étoiles avec une précision sans précédent, aidera à retrouver les frères et sœurs de notre étoile. Cela permettra aux scientifiques de mieux comprendre l'amas d'étoiles dans lequel notre jeune système solaire s'est formé, ainsi que la probabilité qu'une autre étoile se rapproche trop. Gaia est notre nouveau sauveur », dit-il. Une étude récente de Gaia nous a permis de retracer les trajectoires d'étoiles proches dans le passé et de les projeter dans le futur, seulement pour découvrir que 25 étoiles pourraient s'approcher dangereusement de chez nous pendant 10 millions d'années. Et, bien sûr, tout le monde veut trouver la «neuvième planète».
Mais Pfalzner soutient que la découverte d'un autre membre majeur du système solaire n'exclut pas un survol stellaire. «Ce n'est pas un script ou / ou», dit-elle. "Si la neuvième planète existe, elle n'exclut pas le modèle de survol, elle parle plutôt en sa faveur." L'orbite projetée de la neuvième planète, excentrique et inclinée (par rapport au plan du système solaire), pourrait également s'être formée sous l'influence d'un survol stellaire. La découverte de la neuvième planète parsèvera les i.
Ilya Khel