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Le 21 mars 2008
De Mike Brown – traduction de son billet du 15 mars 2008 dans son blog :
En 1846, plus de 50 ans après la découverte d’Uranus, les astronomes John Couch Adams en Angleterre et Urbain Le Verrier en France, se rendirent compte chacun de leur côté, qu’Uranus n’orbitait pas tout à fait autour du Soleil comme ils pouvaient s’y attendre, mais que la planète semblait perturbée par une force invisible. En utilisant les méthodes les plus élaborées de leur époque en matière de calcul et de physique, ils aboutirent à la conclusion que seule une planète située au-delà d’Uranus pouvait la tirer légèrement de son orbite. Ils savaient même où regarder exactement pour observer le phénomène. Le Verrier avait contacté l’astronome Johann Gottfried Galle à Berlin pour lui donner les coordonnées précises de l’endroit où il devait pointer son télescope et dès sa première observation, Galle vit apparaître Neptune, miroitant au bout de sa lunette. Adams et Le Verrier avaient vu juste et surtout les raisonnements qui les avaient conduits à cette découverte étaient parfaitement exacts. C’était bien Neptune qui écartait légèrement Uranus de son orbite et en suivant cet écart, on tombait pile sur Neptune. La découverte de la nouvelle planète fut célébrée comme une immense réussite dans le champ de la physique. L’univers se mettait enfin à la portée de l’esprit.
Si on pouvait découvrir une planète ainsi, alors pourquoi pas d’autres ? Les astronomes se mirent très vite à observer l’orbite de Neptune pour voir si elle n’était pas perturbée elle aussi. Ils se servirent des mêmes méthodes qu’Adams et Le Verrier et déterminèrent rapidement où situer une probable Planète X (X pour inconnu et X pour 10 – bien qu’au moins un astronome ait aussi appellé cet objet hypothétique Planète 0). Percival Lowell, astronome issu d’une famille aisée de Boston, envisagea même de construire tout un télescope (là où se situe maintenant l’observatoire Lowell de Flagstaff en Arizona) dont le but unique serait de découvrir cette nouvelle planète. Il est décédé avant que son projet puisse démarrer sérieusement et en 1930, Clyde Tombaugh, qui avait appliqué le programme de Lowell, découvrit ce qu’il espérait bien trouver : Pluton, qui orbitait au-delà de Neptune. La Planète X venait d’être découverte ! Sauf que ce n’était pas la Planète X, on le sait maintenant … Pluton est bien trop petite pour que Neptune la remarque ou qu’elle puisse dévier, ne serait-ce qu’à peine, son orbite ! La découverte de Tombaugh, bien qu’inspirée par les méthodes de Lowell, n’avait rien à voir avec ce qu’il avait pu prédire ou espérer ; aujourd’hui on sait que ses calculs de départ étaient de toutes façons erronés : Pluton n’est pas la Planète X et Neptune reste imperturbable sur son orbite !
Pourtant, l’idée de découvrir au-delà de Neptune un objet énorme reste tentante, et au cours des années, il s’est toujours trouvé des astronomes pour expliquer par sa présence des évènements aussi variés que l’extinction des dinosaures, l’orbite des comètes, etc … La plus récente paraîtra dans le prochain numéro du mensuel « Astronomical Journal » (le numéro d’Avril). Les auteurs de l’article sont Patryk Lykawka et Tadashi Mukai de l’université de Kobé au Japon. L’idée principale n’a pas changé depuis 1845 : on recherche les conséquences gravitationnelles d’une planète qui reste invisible. Mais Lykawka et Mukai ont un avantage immense sur les chercheurs du début du XXème siècle : ils ont beaucoup, beaucoup plus d’objets à observer que leurs prédécesseurs qui devaient se contenter de Neptune et d’Uranus. On a repéré et on connaît bien maintenant, plus de 1000 « petits » objets gravitant au-delà de Neptune dans la ceinture de Kuiper et chacun d’entre peut potentiellement être affecté par une autre planète gravitant au-delà.
Dans le système solaire extérieur, les petits objets de la ceinture de Kuiper se comportent comme des débris déposés sur le sable par le courant : ils permettent de tracer l’onde qui les a déposés là et de mesurer l’intensité de la montée ou la descente des eaux qui les charrient. Ils gardent donc la trace de catastrophes lointaines qu’on ne peut plus observer, mais qu’on peut tout à fait imaginer et reconstituer grâce à eux… Dans cette région du système solaire, il s’agit principalement de « migrations » d’orbites des planètes géantes qui tourbillonnaient autour d’eux. Tout ce qui reste maintenant dans la ceinture de Kuiper, c’est cette myriade de petits objets, mais il ne faut pas oublier qu’ils sont le produit « intime » de l’évolution des planètes géantes avant qu’elles deviennent ce qu’elles sont aujourd’hui et qu’elles se « stabilisent ».
Cependant, il y a aussi dans la ceinture de Kuiper des objets dont les orbites ne peuvent pas être expliquées ainsi. La plus remarquable est l’orbite extrêmement excentrique de Sedna, sa rotation de 12.000 ans autour du Soleil… et aux points les plus extrêmes de son orbite, elle se trouve d’un côté à 80 fois la distance Terre – Soleil et de l’autre à 1000 fois. Il paraît donc évident qu’une orbite aussi décalée ne peut résulter que d’un choc gravitationnel énorme, porté par « quelque chose » de très gros. Mais quoi ? Il ne se trouve rien dans la région qui puisse l’expliquer. Et même si Sedna est le cas le plus extrême d’étrangeté orbitale dans la région du système solaire extérieur, ce n’est pas le seul. Donc, qu’est-ce qui pourrait expliquer la « réorganisation » de ces objets de la ceinture de Kuiper, à part les planètes géantes ? Plusieurs idées ont été proposées, chacune d’entre elles explique certaines anomalies, mais aucune ne les explique toutes. Ces idées peuvent se ranger dans trois catégories : il s’agirait d’un objet extérieur au système solaire, d’un objet de l’intérieur du système solaire mais qui a maintenant disparu, ou d’un objet qui est toujours dans le système solaire, mais qu’il reste encore à découvrir.
La proposition de Lykawka et Murai se situe dans la troisième catégorie : ils démontrent que si un objet approximativement de la taille de Mars s’est trouvé à un moment donné dans la ceinture de Kuiper et que les conditions ont été réunies, non seulement l’objet aurait pus provoquer un choc gravitationnel assez puissant pour remodeler la ceinture de Kuiper et lui donner la forme qu’elle a aujourd’hui, mais aussi que cet objet pourrait tout à fait se trouver encore aujourd’hui sur une orbite assez distante du Soleil pour avoir échappé à toute détection. Ce qui par ailleurs éclairerait de façon assez précise tout ce qui se passe dans le système solaire extérieur…
Mais on n’a toujours pas découvert la Planète X ! Au contraire des calculs d’Adam et Le Verrier, ceux de Lykawka et Murai ne permettent pas de prévoir la région de l’espace où pourrait bien se trouver l’objet, puisque la théorie qu’ils avancent concerne uniquement des évènements qui sont advenus dans le passé lointain, ce qui implique que l’éventuelle position actuelle de la Planète X n’a plus d’effet, ou si peu, qu’elle ne peut donc être déterminée. Par contre, la bonne nouvelle, c’est qu’au cours des dernières années les recherches dans le système solaire extérieur – dont les miennes – ont permis de commencer à pointer les endroits où cet objet « pourrait » éventuellement se trouver. Si jamais un objet aussi gros existe et qu’on puisse le découvrir – pour autant qu’il se présente sous le bon angle – demain, après-demain ou qu’il le soit plutôt par la prochaine génération d’astronomes… ce n’est que dans les dix années à venir que nous allons pouvoir nous donner les véritables moyens techniques de le faire.
Alors la prévision de Lykawka et Murai est-elle juste ? Peut-être … Leur démonstration en tout cas, est minutieuse, exhaustive et très réaliste : à l’évidence un objet de la taille de Mars, situé dans le système solaire extérieur, peut tout à fait expliquer les singularités qu’on y observe. Naturellement, ce n’est pas parce que cet objet « pourrait » les expliquer qu’il existe pour autant. Pour que ça fonctionne, Lykawka et Murai postulent aussi que cet objet ait certaines caractéristiques : qu’il soit ni trop gros ni trop petit, qu’il ne soit ni trop éloigné ni trop proche, qu’il ait eu une « histoire » précise depuis sa formation à la frange intérieure de la ceinture de Kuiper et qu’il ait été éjecté par Neptune sur une orbite plus distante. Cela fait beaucoup de postulats … et cela diminue d’autant la probalité d’une telle découverte.
D’ailleurs, la possibilité de découvrir quoique ce soit d’autre dans le système solaire s’amenuise de jour en jour. Prenons pour exemple la Lune : elle ne tourne autour de la Terre que grâce à un impact qui a eu lieu à la bonne vitesse et selon un angle très précis. Il aurait suffi d’un tout petit écart de vitesse ou d’angle pour que la Lune n’existe pas. Le système solaire tout entier n’est peut-être que le fruit d’une coïncidence dûe au nuage de poussière et de gaz d’une Supernova en fusion qui passait par là. Et moi je suis marié à ma femme, suite à une chaîne de coïncidences qui rendaient au départ notre rencontre il y a 7 ans, totalement improbable… C’est vrai, sans les coïncidences, rien n’existerait. Il n’empêche que les scientifiques évitent soigneusement ce genre d’explications, parce qu’ils risquent de perdre leur job ce faisant ! Ce n’est pas pour autant qu’elle ne recèlent pas une part de vérité …
Quoiqu’il en soit, je suspecte quand même que quelques astronomes vont ranger cette nouvelle approche de la découverte de la Planète X dans le rayon des étrangetés propres au système solaire extérieur, ils vont la considérer comme plausible, même si elle est assez improbable. De toutes façons, des explications sur le sujet, on va en trouver d’autres, les observations continuent… et des astronomes comme moi s’intéressent et s’intéresseront encore longtemps à tout ce que d’autres qu’eux peuvent élaborer comme théories sur cette région du système solaire. Après tout, qui sait ? Lykawka et Murai ont peut-être déterré quelque chose ? Peut-être aussi qu’un jour ou l’autre, quelqu’un pointera son télescope au bon endroit et verra un objet très éloigné se ballader sur la route des étoiles. Et pourra dire, comme Galle dans le télégramme qu’il a envoyé à Le Verrier après la découverte de Neptune : « La planète dont vous aviez prévu l’emplacement existe vraiment ».
De Mike Brown – traduction de son billet du 15 mars 2008 dans son blog :
En 1846, plus de 50 ans après la découverte d’Uranus, les astronomes John Couch Adams en Angleterre et Urbain Le Verrier en France, se rendirent compte chacun de leur côté, qu’Uranus n’orbitait pas tout à fait autour du Soleil comme ils pouvaient s’y attendre, mais que la planète semblait perturbée par une force invisible. En utilisant les méthodes les plus élaborées de leur époque en matière de calcul et de physique, ils aboutirent à la conclusion que seule une planète située au-delà d’Uranus pouvait la tirer légèrement de son orbite. Ils savaient même où regarder exactement pour observer le phénomène. Le Verrier avait contacté l’astronome Johann Gottfried Galle à Berlin pour lui donner les coordonnées précises de l’endroit où il devait pointer son télescope et dès sa première observation, Galle vit apparaître Neptune, miroitant au bout de sa lunette. Adams et Le Verrier avaient vu juste et surtout les raisonnements qui les avaient conduits à cette découverte étaient parfaitement exacts. C’était bien Neptune qui écartait légèrement Uranus de son orbite et en suivant cet écart, on tombait pile sur Neptune. La découverte de la nouvelle planète fut célébrée comme une immense réussite dans le champ de la physique. L’univers se mettait enfin à la portée de l’esprit.
Si on pouvait découvrir une planète ainsi, alors pourquoi pas d’autres ? Les astronomes se mirent très vite à observer l’orbite de Neptune pour voir si elle n’était pas perturbée elle aussi. Ils se servirent des mêmes méthodes qu’Adams et Le Verrier et déterminèrent rapidement où situer une probable Planète X (X pour inconnu et X pour 10 – bien qu’au moins un astronome ait aussi appellé cet objet hypothétique Planète 0). Percival Lowell, astronome issu d’une famille aisée de Boston, envisagea même de construire tout un télescope (là où se situe maintenant l’observatoire Lowell de Flagstaff en Arizona) dont le but unique serait de découvrir cette nouvelle planète. Il est décédé avant que son projet puisse démarrer sérieusement et en 1930, Clyde Tombaugh, qui avait appliqué le programme de Lowell, découvrit ce qu’il espérait bien trouver : Pluton, qui orbitait au-delà de Neptune. La Planète X venait d’être découverte ! Sauf que ce n’était pas la Planète X, on le sait maintenant … Pluton est bien trop petite pour que Neptune la remarque ou qu’elle puisse dévier, ne serait-ce qu’à peine, son orbite ! La découverte de Tombaugh, bien qu’inspirée par les méthodes de Lowell, n’avait rien à voir avec ce qu’il avait pu prédire ou espérer ; aujourd’hui on sait que ses calculs de départ étaient de toutes façons erronés : Pluton n’est pas la Planète X et Neptune reste imperturbable sur son orbite !
Pourtant, l’idée de découvrir au-delà de Neptune un objet énorme reste tentante, et au cours des années, il s’est toujours trouvé des astronomes pour expliquer par sa présence des évènements aussi variés que l’extinction des dinosaures, l’orbite des comètes, etc … La plus récente paraîtra dans le prochain numéro du mensuel « Astronomical Journal » (le numéro d’Avril). Les auteurs de l’article sont Patryk Lykawka et Tadashi Mukai de l’université de Kobé au Japon. L’idée principale n’a pas changé depuis 1845 : on recherche les conséquences gravitationnelles d’une planète qui reste invisible. Mais Lykawka et Mukai ont un avantage immense sur les chercheurs du début du XXème siècle : ils ont beaucoup, beaucoup plus d’objets à observer que leurs prédécesseurs qui devaient se contenter de Neptune et d’Uranus. On a repéré et on connaît bien maintenant, plus de 1000 « petits » objets gravitant au-delà de Neptune dans la ceinture de Kuiper et chacun d’entre peut potentiellement être affecté par une autre planète gravitant au-delà.
Dans le système solaire extérieur, les petits objets de la ceinture de Kuiper se comportent comme des débris déposés sur le sable par le courant : ils permettent de tracer l’onde qui les a déposés là et de mesurer l’intensité de la montée ou la descente des eaux qui les charrient. Ils gardent donc la trace de catastrophes lointaines qu’on ne peut plus observer, mais qu’on peut tout à fait imaginer et reconstituer grâce à eux… Dans cette région du système solaire, il s’agit principalement de « migrations » d’orbites des planètes géantes qui tourbillonnaient autour d’eux. Tout ce qui reste maintenant dans la ceinture de Kuiper, c’est cette myriade de petits objets, mais il ne faut pas oublier qu’ils sont le produit « intime » de l’évolution des planètes géantes avant qu’elles deviennent ce qu’elles sont aujourd’hui et qu’elles se « stabilisent ».
Cependant, il y a aussi dans la ceinture de Kuiper des objets dont les orbites ne peuvent pas être expliquées ainsi. La plus remarquable est l’orbite extrêmement excentrique de Sedna, sa rotation de 12.000 ans autour du Soleil… et aux points les plus extrêmes de son orbite, elle se trouve d’un côté à 80 fois la distance Terre – Soleil et de l’autre à 1000 fois. Il paraît donc évident qu’une orbite aussi décalée ne peut résulter que d’un choc gravitationnel énorme, porté par « quelque chose » de très gros. Mais quoi ? Il ne se trouve rien dans la région qui puisse l’expliquer. Et même si Sedna est le cas le plus extrême d’étrangeté orbitale dans la région du système solaire extérieur, ce n’est pas le seul. Donc, qu’est-ce qui pourrait expliquer la « réorganisation » de ces objets de la ceinture de Kuiper, à part les planètes géantes ? Plusieurs idées ont été proposées, chacune d’entre elles explique certaines anomalies, mais aucune ne les explique toutes. Ces idées peuvent se ranger dans trois catégories : il s’agirait d’un objet extérieur au système solaire, d’un objet de l’intérieur du système solaire mais qui a maintenant disparu, ou d’un objet qui est toujours dans le système solaire, mais qu’il reste encore à découvrir.
La proposition de Lykawka et Murai se situe dans la troisième catégorie : ils démontrent que si un objet approximativement de la taille de Mars s’est trouvé à un moment donné dans la ceinture de Kuiper et que les conditions ont été réunies, non seulement l’objet aurait pus provoquer un choc gravitationnel assez puissant pour remodeler la ceinture de Kuiper et lui donner la forme qu’elle a aujourd’hui, mais aussi que cet objet pourrait tout à fait se trouver encore aujourd’hui sur une orbite assez distante du Soleil pour avoir échappé à toute détection. Ce qui par ailleurs éclairerait de façon assez précise tout ce qui se passe dans le système solaire extérieur…
Mais on n’a toujours pas découvert la Planète X ! Au contraire des calculs d’Adam et Le Verrier, ceux de Lykawka et Murai ne permettent pas de prévoir la région de l’espace où pourrait bien se trouver l’objet, puisque la théorie qu’ils avancent concerne uniquement des évènements qui sont advenus dans le passé lointain, ce qui implique que l’éventuelle position actuelle de la Planète X n’a plus d’effet, ou si peu, qu’elle ne peut donc être déterminée. Par contre, la bonne nouvelle, c’est qu’au cours des dernières années les recherches dans le système solaire extérieur – dont les miennes – ont permis de commencer à pointer les endroits où cet objet « pourrait » éventuellement se trouver. Si jamais un objet aussi gros existe et qu’on puisse le découvrir – pour autant qu’il se présente sous le bon angle – demain, après-demain ou qu’il le soit plutôt par la prochaine génération d’astronomes… ce n’est que dans les dix années à venir que nous allons pouvoir nous donner les véritables moyens techniques de le faire.
Alors la prévision de Lykawka et Murai est-elle juste ? Peut-être … Leur démonstration en tout cas, est minutieuse, exhaustive et très réaliste : à l’évidence un objet de la taille de Mars, situé dans le système solaire extérieur, peut tout à fait expliquer les singularités qu’on y observe. Naturellement, ce n’est pas parce que cet objet « pourrait » les expliquer qu’il existe pour autant. Pour que ça fonctionne, Lykawka et Murai postulent aussi que cet objet ait certaines caractéristiques : qu’il soit ni trop gros ni trop petit, qu’il ne soit ni trop éloigné ni trop proche, qu’il ait eu une « histoire » précise depuis sa formation à la frange intérieure de la ceinture de Kuiper et qu’il ait été éjecté par Neptune sur une orbite plus distante. Cela fait beaucoup de postulats … et cela diminue d’autant la probalité d’une telle découverte.
D’ailleurs, la possibilité de découvrir quoique ce soit d’autre dans le système solaire s’amenuise de jour en jour. Prenons pour exemple la Lune : elle ne tourne autour de la Terre que grâce à un impact qui a eu lieu à la bonne vitesse et selon un angle très précis. Il aurait suffi d’un tout petit écart de vitesse ou d’angle pour que la Lune n’existe pas. Le système solaire tout entier n’est peut-être que le fruit d’une coïncidence dûe au nuage de poussière et de gaz d’une Supernova en fusion qui passait par là. Et moi je suis marié à ma femme, suite à une chaîne de coïncidences qui rendaient au départ notre rencontre il y a 7 ans, totalement improbable… C’est vrai, sans les coïncidences, rien n’existerait. Il n’empêche que les scientifiques évitent soigneusement ce genre d’explications, parce qu’ils risquent de perdre leur job ce faisant ! Ce n’est pas pour autant qu’elle ne recèlent pas une part de vérité …
Quoiqu’il en soit, je suspecte quand même que quelques astronomes vont ranger cette nouvelle approche de la découverte de la Planète X dans le rayon des étrangetés propres au système solaire extérieur, ils vont la considérer comme plausible, même si elle est assez improbable. De toutes façons, des explications sur le sujet, on va en trouver d’autres, les observations continuent… et des astronomes comme moi s’intéressent et s’intéresseront encore longtemps à tout ce que d’autres qu’eux peuvent élaborer comme théories sur cette région du système solaire. Après tout, qui sait ? Lykawka et Murai ont peut-être déterré quelque chose ? Peut-être aussi qu’un jour ou l’autre, quelqu’un pointera son télescope au bon endroit et verra un objet très éloigné se ballader sur la route des étoiles. Et pourra dire, comme Galle dans le télégramme qu’il a envoyé à Le Verrier après la découverte de Neptune : « La planète dont vous aviez prévu l’emplacement existe vraiment ».
Par Adèle
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