Planète X

Percival Lowell, à l'origine de l'hypothèse de la planète X.

La planète X est le nom donné à une planète hypothétique du Système solaire située au-delà de Neptune.

Suite à la découverte de la planète Neptune en 1846, de nombreuses spéculations sur l'existance d'une autre planète pouvant exister au-delà de son orbite commencèrent à émerger. La recherche a commencé dans le milieu du XIXème siècle et a culminé au début du XXème avec Percival Lowell. Lowell proposA l'hypothèse de la Planète X pour expliquer des contradictions apparentes dans les orbites des planètes géantes gazeuses, en particulier Uranus et Neptune, puis émit l'hypothèse que la gravité d'une neuvième planète invisible perturberait Uranus et causerait ces irrégularités.

La découverte de Pluton par Clyde Tombaugh, en 1930, semble valider l'hypothèse de Lowell, et Pluton est officiellement considérée comme la neuvième planète jusqu'en 2006. En 1978, Pluton a été jugée trop petite pour sa gravité d'affecter les géants de gaz, ce qui entraîne une brève recherche d'une dixième planète. La recherche a été largement abandonnée dans les années 1990, quand une étude des mesures effectuées par le vaisseau spatial Voyager 2 a constaté que les irrégularités constatées dans l'orbite d'Uranus étaient dues à une légère surestimation de la masse de Neptune. Après 1992, la découverte de nombreux petits glaciales objets avec des orbites semblables ou encore plus large que Pluton a conduit à un débat quant à savoir si Pluton devrait rester une planète, ou si elle et ses voisins devraient, comme les astéroïdes , donner leur propre classement. Bien qu'un certain nombre des plus grands membres de ce groupe ont été initialement décrit comme des planètes, en 2006, l' Union astronomique internationale a reclassé Pluton et ses grands voisins comme planètes naines , ne laissant que huit planètes dans le système solaire.

Aujourd'hui, la communauté astronomique accepte largement que la planète X, comme initialement envisagé, n'existe pas, mais le concept de Planet X a été relancé par un certain nombre d'astronomes pour expliquer d'autres anomalies observées dans l'extérieur du système solaire . Dans la culture populaire, et même parmi certains astronomes, , la Planète X est devenu un symbole de la planète inconnue dans le système solaire externe, indépendamment de sa relation avec l'hypothèse de Lowell. D'autres planètes trans-neptuniens ont également été suggéré, basé sur des preuves différent.

Les premières spéculations

Jacques Babinet, qui proposa tôt une planète au-delà de Neptune.

Dans les années 1840, le mathématicien français Urbain Le Verrier utilisa la mécanique newtonienne pour analyser les perturbations sur l'orbite d'Uranus , et l'hypothèse qu'ils ont été causés par l'attraction gravitationnelle d'une planète n'ayant pas encore été découverte. Le Verrier prédit la position de cette nouvelle planète et a envoyé ses calculs à l'astronome allemand Johann Gottfried Galle. Le 23 Septembre 1846, la nuit suivant laa réception de la lettre, Galle et son étudiant Heinrich d'Arrest trouvèrent Neptune , exactement là où Le Verrier avait prédit. Il restait quelques légers écarts dans le orbites des géantes gazeuses. Ceux-ci ont été prises pour indiquer l'existence d'une autre planète orbitant au-delà de Neptune.

Même avant la découverte de Neptune, certains scientifiques ont émis l'hypothèse qu'une seule planète à elle seule ne suffit pas à expliquer l'écart. Le 17 Novembre 1834, l'astronome amateur britannique, le révèrent Thomas John Hussey a rapporté une conversation qu'il avait eu avec l'astronome français Alexis Bouvard et George Biddell Airy , l'astronome royal britannique. Hussey a indiqué que quand il a suggéré à Bouvard que le mouvement inhabituel d'Uranus pourrait être due à l'influence gravitationnelle d'une planète inconnue, Bouvard a répondu que l'idée lui était venue, et qu'il avait correspondu avec Peter Andreas Hansen , directeur de l'Seeberg Observatoire de Gotha, sur le sujet. L'avis de M. Hansen était qu'un seul corps ne pouvait pas expliquer adéquatement le mouvement d'Uranus, et il théorisa que deux planètes se trouvait au-delà d'Uranus.

En 1848, Jacques Babinet a soulevé une objection aux calculs de Le Verrier, affirmant que la masse observée de Neptune était plus petit et son orbite supérieure à celle que Le Verrier avait initialement prévu. Il postula, repose en grande partie sur une simple soustraction. Le Verrier a dénoncé l'hypothèse de Babinet, en disant qu'il n'y avait absolument rienqui pourrait determiner la position d'une autre planète, sauf des hypothèses dû à une trop grande imagination.

En 1850, James Ferguson, assistant astronome à l' Observatoire naval des États-Unis , a noté qu'il avait «perdu» une étoile qu'il avait observé, GR1719k, que Lt. Matthew Maury, le directeur de l'Observatoire, a revendiqué comme étant la preuve que ce qui doit être une nouvelle planète . Des recherches ultérieures n'ont pas réussi à récupérer la "planète" dans une position différente, et en 1878, CHF Peters, directeur du Hamilton College Observatory à New York , a montré que l'étoile n'avait pas en fait disparu, et que les résultats précédents avaient été l'objet de l'erreur humaine.

En 1879, Camille Flammarion a noté que les comètes 1862 III et 1889 III avaient aphélie de 47 et 49 UA , respectivement. Il suggère qu'ils pourraient trahir la présence d'une planète inconnue qui les aurait entraînés dans une orbite elliptique. [ 7 ] L'astronome Georges Forbes a conclu sur la base de cette preuve que deux planètes doivent exister au-delà de Neptune. Il a calculé, sur la base du fait que quatre comètes possédaient aphélie à environ 100 UA et six autres avec une aphélie à environ 300 UA, les éléments orbitaux d'une paire d'hypothétiques planètes trans-neptuniens. Ces éléments concordes avec celles faites indépendamment par un autre astronome du nom de David Peck Todd, suggérant à beaucoup qu'ils pourraient être valide. Cependant, les sceptiques ont fait valoir que les orbites des comètes impliquées étaient encore trop incertaines pour produire des résultats significatifs.

En 1900 et 1901, Le directeur de l'observatoire d'Harvard, William Henry Pickering a mené deux recherches de planètes trans-neptuniens. Le première planète a été cherché par l'astronome danois Hans Emil Lau qui, après avoir étudié les données sur l'orbite d'Uranus de 1690 à 1895, a conclu qu'une seule planète transneptunienne seule ne pouvait expliquer les divergences dans son orbite, et postulé au poste de deux planètes, selon lui, étaient les responsables. La seconde a été lancée lorsque Gabriel Dallet a suggéré qu'une seule planète transneptunienne se trouvant à 47 UA pourrait expliquer le mouvement d'Uranus. Pickering a accepté d'examiner les plaques pour trouver toutes les planètes présumés. Dans les deux cas, rien n'a été tout trouvé.

En 1909, Thomas Jefferson Jackson See, un astronome avec une réputation d'anticonformiste égocentrique, a estimé "qu'il y a avait certainement une, probablement deux et peut-être trois planètes au-delà de Neptune". Il nommer provisoirement la première planète "Oceanus", et plaça leurs distances respectives de 42, 56 et 72 UA du Soleil. Il n'a donné aucune indication quant à la façon dont il détermine leur existence, et aucune recherche connus ont été menées pour les localiser.

En 1911, l'astronome indien Venkatesh P. Ketakar suggèra l'existence de deux planètes trans-neptuniens, qu'il nomma « Brahma » et « Vishnu », en retravaillant les tendances observées par Pierre-Simon Laplace sur les satellites de Jupiter et de les appliquer à des planètes extérieures. Les trois lunes galiléennes intérieurs de Jupiter, Io , Europa et Ganymède , sont enfermés dans une résonance 01:02:04 compliqué appelé résonance de Laplace. Ketakar suggéra qu'Uranus, Neptune et ses hypothétiques planètes trans-neptuniens étaient enfermé dans résonances Laplace. Ses calculs ont prédit une distance moyenne de Brahma de 38,95 UA et une période orbitale de 242,28 années terrestres (03:04 résonance avec Neptune). Quand Pluton a été découvert 19 ans plus tard, sa distance moyenne de 39.48 UA et une période orbitale de la Terre 248 ans étaient proches de la prédiction de Ketakar (Pluton a en fait a une 02:03 résonance avec Neptune ). Ketakar fait pas de prédictions pour les éléments orbitaux autres que la distance moyenne et la durée. L'obtention de ces chiffrs par Ketakar n'est cependant pas clair, et sa deuxième planète, Vishnu, n'a jamais été localisé.

Travaux sur la planète X

La recherche de de Percival Lowell

Percival Lowell, un des premiers tenants contemporains de l'hypothèse de la planète X

Percival Lowell (un partisan de la théorie des canaux martiens) appela cette planète hypothétique « planète X ».

Percival Lowell, plus connu comme un des principaux partisans des canaux sur Mars, a construit un observatoire privé à Flagstaff en Arizona. Il appela sa planète hypothétique, la « Planète X », et a effectué plusieurs recherches pour la trouver sans, cependant y parvenir.

La première recherche de Lowell sur la Planète X s’est terminée en 1909, mais en 1913 il a débuté une seconde recherche avec une nouvelle prédiction de la Planète X: époque 1850-01-01, longitude moyenne 11,67 degrés, longitude périhélie 186, excentricité 0,228 , distance moyenne 47,5 UA, longitude du noeud 110,99 degrés, inclinaison 7,30 degrés, masse 1/21000 de la masse solaire. Lowell avec d’autres scientifiques ont tentés cherché en vain cette planète entre 1913 et 1915. En 1915, Lowell a publié les résultats hypothétiques sur la Planète X. Cette même année, 1915, deux faibles images de Pluton ont été enregistrées à l’observatoire Lowell, mais n’ont jamais été reconnues comme telles jusque après la découverte de Pluton en 1930.

Cependant la traque qu'une nouvelle planète au-delà de Neptune reste infructueuse et pour Lowell, c'est un échec. Il n’a par la suite que peu consacré de temps à chercher la Planète X durant les deux dernières années de sa vie. Lowell est mort en 1916.

La troisième recherche de la Planète X a commencé en avril 1927. Aucun progrès n’a été fait en 1927-1928. En décembre 1929 un jeune garçon de ferme et astronome amateur, Clyde Tombaugh de Kansas, a été engagé pour faire la recherche. Tombaugh a démarré son travail en avril 1929. Les 23 et 29 janvier, il a remis au jour la paire de cliché sur les quelles il a trouvé Pluton lorsqu’il les a examinés le 18 février. A ce moment Tombaugh avait examiné des centaines de plaques et des millions d’étoiles. La recherche de la Planète X prenait fin.

Les planètes de Pickering

William Henry Pickering, en 1919, prédit l'existence et la position d'une nouvelle planète, nommée Planète O, en se basant sur les anomalies mesurées dans les orbites d'Uranus et de Neptune, mais les recherches, menées à l'observatoire du Mont Wilson, n'aboutirent à aucun résultat.

Pickering, utilisant une analyse graphique, suggéra qu'une planète "O" orbitait à 51,9 unités astronomiques (UA) avec une période de 373,5 ans, d'une masse double de la Terre et d'une magnitude de 11,5-14. Durant les 24 années qui suivirent, Pickering supposa l'existence de huit autres planètes d'orbites transneptuniennes. Les résultats de Pickering firent que Jean-Baptiste Gaillot dut réviser les distances orbitales de ses deux transneptuniennes de 44 et 66 UA, leur donnant pour masses respectives 5 et 24 masses terrestres. Entre 1908 et 1932, Pickering proposa sept planètes hypothétiques (O, P, Q, R, S, T et U). Les éléments finaux pour O et P définirent des corps complètement différents que ceux calculés à l'origine. Le total fut donc de neuf planètes, certainement le record de pronostic planétaire. La plupart des prédictions de Pickering sont seulement des curiosités historiques. En 1911, Pickering suggéra que la planète Q avait une masse de 20 000 masses terrestres, soit 63 fois plus massive que Jupiter, équivalant à 1/6 de la masse du Soleil (la masse minimale d'une étoile). Pickering prédit que la planète Q avait une orbite fortement elliptiquee.

Durant les années qui suivirent, seule la planète P l'occupa sérieusement. En 1928, il réduisit la distance de P de 123 à 67,7 UA, et sa période de 1400 à 556,6 ans. Il donna à P une masse de 20 masses terrestre et une magnitude de 11. En 1931, après la découverte de Pluton, il publia une autre orbite elliptique pour P : distance 75,5 UA, période 656 ans, masse 50 masses terrestres, excentricité 0,265, inclination 37 degrés. Soit à peu près les valeurs calculées en 1911.

Pour sa planète S, présumée en 1928, il calcula les éléments en 1931. Ils donnèrent une distance de 48,3 UA (soit près de la planète X de Lowell à 47,5 UA), une période de 336 ans, 5 masses terrestres et une magnitude de 15.

En 1929, Pickering proposa la planète "U" avec une distance de 5,79 UA et une période de 13,93 ans, c'est-à-dire juste à l'extérieur de l'orbite de Jupiter. Sa masse était de 0,045 masse terrestre et son excentricité de 0,26.

La dernière des planètes hypothétiques de Pickering est la planète "T", suggérée en 1931 avec une distance de 32,8 UA et une période 188 ans.

La découverte de Pluton

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Clyde Tombaugh, l'homme qui a découvert Pluton.

Percival Lowell meurt en 1916 mais laisse dans son testament de quoi poursuivre les recherches sans se soucier des problèmes d'argent, bien que des problèmes d'héritage avec sa femme finissent par réduire le budget de l'observatoire. Or dix ans plus tard, l'observatoire nécessite un nouvel instrument. Abott Lawrence Lowell, le frère de Percival Lowell, accepte de donner dix mille dollars pour la construction d'un télescope de 13 pouces que Clyde W. Tombaugh sera chargé de piloter pour cette lourde tâche qu'est la cartographie minutieuse du ciel, à la recherche de la planète X. Tombaugh réorganise son plan de travail et procède à trois prises au lieu de deux afin d'augmenter les chances de percevoir le mouvement de la planète. La troisième série de clichés prend fin le 29 janvier 1930 et commence alors l'analyse des plaques photographiques. Le 18 février à 16 heures, il remarque un point de magnitude +15 bouger d'une plaque à l'autre sur deux photographies prises les 23 et 29 janvier. L'équipe de l'observatoire Lowell, après avoir pris d'autres photographies permettant de confirmer la découverte, télégraphie la nouvelle au Harvard College Observatory le 13 mars 1930. Cette planète sera nommée Pluton.

À cette époque, Pluton est si lointaine que son diamètre ne peut pas être déterminé avec précision, mais sa faible luminosité et son absence de disque apparent laissent présager un corps plutôt petit, comparable en taille aux planètes telluriques déjà connues, probablement plus grand que Mercure mais pas plus que Mars, pense-t-on à l'époque.

Il devient donc rapidement clair que Pluton ne peut pas être la source des perturbations dans les orbites de Neptune et Uranus. Clyde Tombaugh et d'autres astronomes persévèrent dans la recherche de la planète X pendant 12 ans, mais ne découvrent que des astéroïdes et des comètes. Les astronomes sont amenés à imaginer que de nombreux autres corps similaires à Pluton pourraient orbiter autour du Soleil au-delà de Neptune. On pense alors que le système solaire pourrait être constitué de plusieurs zones regroupant les corps célestes par familles, planète tellurique, planète géante, « objets ultra-neptuniens ». Cette hypothèse sera formalisée plus tard au cours des années 1940 et 1950 par Kenneth Edgeworth puis Gerard Kuiper, et est désormais connue sous le nom de ceinture de Kuiper.

Pluton perd son titre de planète X

Avec la déception et la surprise de l'observatoire, Pluton n'a montré aucun disque visible, il est apparu seulement comme un point, pas différent d'une étoile, et à seulement une magnitude de 15, six fois plus faible que Lowell avait prédit, ce qui signifiait qu'il était soit très petit, soit très sombre. Depuis Lowell, les astronomes pensaient que Pluton était suffisamment massive pour perturber les planètes, ils ont supposé qu'elle devrait avoir un albédo de 0,07 (ce qui signifie qu'elle reflète seulement 7% de la lumière qu'elle a reçue); sujet aussi sombre que l'asphalte et similaire à celle de Mercure , la planète la moins réfléchissante connu. Cela donnerait Pluton un diamètre supposé d'environ 8000 km, soit environ 60% de celle de la Terre . Les observations ont également révélé que l'orbite de Pluton est très elliptique, bien plus que pour n'importe quelle autre planète .

Certains astronomes contestent le statut de planète pour Pluton. Peu de temps après sa découverte en 1930, Armin O. Leuschner a suggéré que son obscurité et grande excentricité orbitale l'apparente plus vraisemblablement à un astéroïde ou d'une comète; «Le résultat Lowell confirme la possible grande excentricité annoncé par nos soins, le 5 Avril Parmi les possibilités sont un. gros astéroïde fortement perturbé dans son orbite par approche à proximité d'une planète majeure comme Jupiter, ou il peut être l'un des nombreux objets planétaires longue période encore à découvrir, ou un objet cométaire lumineux ».

En 1931, Ernest W . Brown a affirmé, utilisant une formule mathématique, que les irrégularités observées dans l'orbite d'Uranus ne pouvaient pas être due à l'effet gravitationnel d'une planète plus lointaine, et donc que la prétendue prédiction de Lowell était «purement accidentelle».

Tout au long du milieu du XXème siècle, les estimations de la masse de Pluton ont été révisées à la baisse. En 1931, Nicholson et Mayall ont calculé sa masse, en fonction de son effet supposé sur les géantes gazeuses, comme à peu près celle de la Terre, alors que, en 1949, les mesures de diamètre de Pluton a abouti à la conclusion qu'il était à mi-chemin en taille entre Mercure et de Mars et que sa masse était probablement environ 0,1 masse de la Terre En 1976, Dale Cruikshank, Carl Pilcher et David Morrison de l'University de Hawai analysèrent les spectres de la surface de Pluton et ont déterminé qu'elle doit contenir de la glace de méthane, ce qui est très réfléchissant. Cela signifiait que Pluton, loin d'être sombre, était en fait exceptionnellement lumineux, et donc probablement pas plus de 0,01 masse de la Terre.

La taille de Pluton a finalement été établie de manière concluante en 1978, quand l'astronome américain James W. Christy découvre sa lune Charon. Cela lui a permis, en collaboration avec Robert Sutton Harrington de l' US Naval Observatory , pour mesurer la masse du système Pluton-Charon directement en observant le mouvement orbital de la Lune autour de Pluton. Ils ont déterminé la masse de Pluton être 1,31 × 1022kg; environ un cinq-centième de la Terre ou le sixième de celle de la Lune, et beaucoup trop petite pour tenir compte des écarts observés dans les orbites des planètes extérieures. "La prédiction" de Lowell avait été une coïncidence:. S'il y avait une planète X, elle n'était pas Pluton.

Les recherches après Pluton

En 1978, Richard Harrington et Thomas Van Flanders (deux astronomes de l'observatoire de la Marine US, à Washington) établirent que les orbites de Neptune et Uranus avaient subi des perturbations, provenant vraisemblablement de l'attraction gravitationnelle émanant d'un mystérieux corps céleste, encore non identifié, lequel corps céleste fut dès lors surnommé : Planète X. Cette mystérieuse planète aurait précédemment éjecté Pluton et Charon de leurs anciennes positions (en tant que satellites de Neptune). Selon un rapport (établi en août 1988, par Harrington, à l'observatoire naval des États-Unis), la Planète X, qui ferait trois à quatre fois la taille de la Terre, aurait été piégée, par le Soleil, dans une orbite très excentrique, très inclinée (30 degrés) sur l'écliptique, avec une périodicité de 3 300 à 3 600 ans. En 1992, ces mêmes scientifiques affirmèrent qu'il existait bien une 10^e planète intruse dans le Système solaire.

En janvier 1981, un astronome, du National Radio Astronomy Observatory, déclara que des irrégularités avaient été constatées dans l'orbite de Pluton, ce qui laissait supposer l'existence d'une planète encore inconnue au sein du Système solaire.

En 1983, un télescope spatial IRAS (embarqué à bord d'un satellite américain) repéra, dans l'espace lointain, un objet inconnu. Cette observation fut rapportée dans le Washington Post du 30 décembre 1983, qui publia l'entrevue du responsable d'IRAS. Celui-ci déclara qu'un corps céleste – pouvant atteindre la taille de la planète Jupiter et pouvant être orienté vers la Terre au point de faire partie du Système solaire – avait été découvert, vers la constellation d'Orion, par ledit télescope en orbite. Toutefois, une analyse plus approfondie a révélé que, parmi les dix objets non identifiés, neuf furent des galaxies lointaines, tandis que le dixième était un cirrus infrarouge. Aucun de ces objets n'a été identifié comme étant un objet céleste appartenant au Système solaire.

En 1984, Richard A. Muller, travaillant à l'université de Californie à Berkeley, émit L'hypothèse Némésis, décrivant l'extinction périodique des espèces, sur Terre, par des pluies de comètes. L'année suivante, en 1985, D. Whitmire, J. Matese et Luis Walter Alvarez (qui en parla la première fois en 1979 dans un article évoquant la disparition des dinosaures par un impact d'un astéroïde) émettent la « théorie Némésis », subodorant l'existence d'une « étoile ou planète tueuse », qui reviendrait, périodiquement, avec son essaim de météorites, pour semer déluge et extinction, dont celle des dinosaures... l'étoile Némésis : une hypothétique planète X.

En 1987, un diagramme – publié dans l'ouvrage New Science and Invention Encyclopedia – montrait la position des sondes Pioneer 10 et Pioneer 11, par rapport à deux corps célestes officiellement non répertoriés : un soleil éteint, situé à 537 unités astronomiques, ainsi qu'une planète inconnue, sise à 0,05 UA du soleil. La même année, la NASA reconnut officiellement l'existence de cette dernière ; cette information fut répercutée dans Newsweek, rapportant ainsi que la NASA mentionnait l'hypothèse afférente à l'existence de cette planète. Le communiqué en question mentionne, in extenso : « La semaine dernière, la NASA fit une déclaration étrange : une dixième planète, excentrique, pourrait être en orbite (ou non) autour du Soleil ». Il convient cependant de noter que, à ce jour, cette hypothèse n'a pas pu être définitivement validée.

En 1988, AA Jackson et RM Killen ont étudié la stabilité de la résonance de Pluton avec Neptune en plaçant des "Planètes X" hypothétiques avec différentes masses et à différentes distances de Pluton. Les orbites de Pluton et Neptune sont en résonance 3:2, ce qui empêche leur collision ou même fermer toute approche, quelle que soit leur séparation dans l'abscisse Z. Il a été constaté que la masse de l'objet hypothétique devait dépasser 5 masses terrestres de briser la résonance et l'espace des paramètres est assez grand et une grande variété d'objets aurait pu exister au-delà de Pluton, sans perturber la résonance. Quatre orbites test d'une planète trans-plutonien ont été intégrés en avant pour quatre millions d'années afin de déterminer les effets d'un tel corps sur la stabilité de la résonance 3:2 Neptune-Pluton. Les planètes au-delà de Pluton avec des masses de 0,1 M et 1,0 masses terrestres en orbite à 48,3 et 75,5 UA, respectivement, ne perturbent pas la résonance 3:2. Les planètes d'essai de 5 masses terrestres avec demi-grands axes de 52,5 et 62,5 UA perturbent les quatre millions d'années libration de l'argument du périhélie de Pluton.

L’existence de la planète X réfutée

Harrington décéda en Janvier 1993 sans avoir trouvé la Planète X. Six mois avant, E. Myles Standish avait utilisé des données de Voyager 2, lors du survole de Neptune en 1989, qui avait révisé la masse totale de la planète à la baisse de 0,5%, un montant comparable à la masse de Mars, à recalculer son effet gravitationnel sur Uranus. Quand la masse nouvellement déterminée de Neptune a été utilisée dans le laboratoire « Jet Propulsion Laboratory Development Ephemeris », les contradictions supposées dans l'orbite d'Uranus et avec eux le besoin d'une Planète X, disparu.

Aujourd'hui, pour la plupart des scientifiques, la planète X comme le décrivait Loswell n'existe pas .

Les recherches ultérieurs proposées

Bien que la plupart des astronomes acceptent que Planet X de Lowell n'existe pas, un certain nombre ont relancé l'idée qu'une grande planète invisible pourrait créer des effets gravitationnels observables dans le système solaire externe. Ces objets hypothétiques sont souvent désignés comme «Planète X», bien que la conception de ces objets peut différer considérablement de celle proposée par Lowell.

John Matese et Daniel Withmire ont essayé de trouver une planète située dans le nuage d'Oort à partir de 1985. Entre 1985 et 1999, ils vont publier leurs calculs. En 1999, une théorie alternative de John Murray de l'Université Ouverte et John Matese, Patrick Whitman et Daniel Whitmire de l'Université de la Louisiane à Lafayette, propose qu'une planète environ 3 fois plus massive que Jupiter se serait fait capturer par le Soleil et se situerait à 30 000 ua. Sa température de surface serait inférieure à -240 °C. Cette théorie a été proposée suite à la détection de plusieurs comètes à l'orbite perturbée. Cette capture pourrait avoir une base théorique avec la théorie des planètes noires.

En analysant les orbites de 13 des comètes du nuage d'Oort, Murray estime avoir détecté les signes indicateurs d'un objet massif qui seul les aurait fait dévier. Il déclara « Même si je n'ai que 13 comètes qui sont analysées en détail, l'effet est assez concluant. J'ai calculé qu'il y a seulement environ une chance en 1 700 qu'elle soit due au hasard. » Matese quant à lui a calculé 82 comètes et il a eu le même résultat avec 25 % d'entre elles.

En 2001, un rapport de Science News titra : l'orbite singulière d'une comète suggère une planète cachée… bien au-delà des neuf planètes connues, un objet aussi massif que Mars pourrait avoir fait partie du Système solaire et pourrait bien s'y trouver encore.

En 2003, l'astronome Alessandro Morbidelli, de l'observatoire de la Côte d'Azur, déclara qu'il s'attendait à ce qu'une planète soit découverte, avec une orbite très allongée, dont la période pourrait se compter en milliers d'années. En effet, on a observé que la ceinture de Kuiper semble s'arrêter brusquement. Cela révèlerait qu'une planète, de la taille de Mars, se serait formée dans cette région, au début du Système solaire, voire qu'elle aurait nettoyé, à mesure qu'elle grossissait, l'extérieur de la ceinture.

2003: La présence de Sedna

Image d'artiste du planétoïde Sedna.

En 2003, (90377) Sedna fut découverte. Elle dispose d'une orbite extrêmement excentrique qui n'est pas influencée par Neptune ou par un autre corps du système solaire interne, car elle est trop éloignée. Cependant, cette orbite a intrigué Matese qui décida de poursuivre ses calculs avec l'aide de Rodney Gomes et Jack Lissauer. Les caractéristiques de l'orbite de Sedna pourraient confirmer la théorie d'une autre planète éloignée et excentrique dans la zone externe du système solaire.

Si elle a la masse de :

• la Terre, elle se trouverait à 1 000 ua
• Neptune, elle se trouverait à 2 000 ua
• Jupiter, elle se retrouverait à 5 000 ua
• 5 Jupiter, elle se trouverait à plus de 8 000 ua, ce qui se rapproche des premiers calculs de Matese.

D'autres corps ayant une orbite excentrique renforcent cette théorie, comme 2000 CR₁₀₅ ou 2006 SQ₃₇₂.

Pour la plupart des astronomes, il est très difficile d'imaginer que Sedna ait pu maintenir une telle orbite excentrique et elliptique durant ces derniers milliards d'années. La mécanique céleste impose que cette excentricité s'use progressivement au fil du temps et que le corps céleste finisse par avoir une orbite circulaire. Donc « il est logique de supposer que Sedna démontre ainsi l'existence probable d'une force d'attraction inconnue au sein du Système Solaire, vraisemblablement un compagnon obscur du Soleil ». Donc, il subirait une perturbation gravitationnelle périodique avec cet autre objet qui empêcherait l'orbite de Sedna de reprendre une forme normale.

John Matese continua après ses recherches sur ce corps hypothétique. Ce dernier publia un communiqué en avril 2010.

La falaise de Kuiper

La ceinture de Kuiper.

La résonance 1:2 semble être une limite à la ceinture de Kuiper, au-delà de laquelle peu d'objets sont connus. On ignore s'il s'agit du bord extérieur de la ceinture classique ou juste du début d'une lacune très large. Des objets ont été découverts à la résonance 2:5, vers 55 UA, très en dehors de la ceinture classique qui sont pour la plupart extrêmement excentriques.

Historiquement, les premiers modèles de la ceinture de Kuiper suggéraient que le nombre de grands objets augmenterait d'un facteur deux au-delà de 50 UA. La chute brutale du nombre d'objets après cette distance, connue sous le nom de « falaise de Kuiper », fut complètement inattendue et reste inexpliquée en 2008.

Cette énigme est expliquée par la théorie d'« une nouvelle planète » qui démontre qu'un corps massif peut bloquer la ceinture. Ce processus est le même que pour Beta Pictoris et Fomalhaut.

Selon des observations et des études fondées sur la statistique de découverte, il y a un manque de TNOS dans des orbites circulaires aux distances au-delà de 45AU. De plus, la diminution du nombre de TNOS du réservoir 40-50AU aux régions plus éloignées est trop brusque. En prenant en compte l'existence de cette planète, la ceinture Kuiper on peut entièrement expliquer le bord extérieur pour la première fois.

2005 : La théorie du halo de planètes

En 2005, l'astronome Eugene Chiang émet l'hypothèse que si les planètes sont telles que nous les connaissons aujourd'hui, de nombreux corps auraient été éjectés par des interactions gravitationnelles. Certains ont quitté le système solaire pour devenir des planètes noires ou planètes fantômes, tandis que d'autres seraient en orbite dans un halo autour du système solaire, avec des périodes orbitales de plusieurs millions d'années.

Ce halo se situerait à entre 1 000 et 10 000 UA du Soleil, ou entre un tiers et un trentième de la distance avec le nuage d'Oort. Cette théorie est apparue dans le New Scientist le 23 juillet 2005.

Ce qui pourrait signifier que Perséphone puisse faire partie de ce halo.

2008: la Super-Pluton

Selon Ciel et espace de mars 2008, une planète de la taille de la Terre aurait des chances d'exister dans la zone externe du Système solaire, au-delà de la ceinture de Kuiper. L'existence de cette planète est proposée par Patryk Lykawka, de l'université de Kobe au Japon, et Tadashi Mukai.

D'après des simulations numériques, une planète de la taille de la Terre resterait à découvrir et vers 2014, nos télescopes pourraient la détecter. Ce scénario est confirmé par des Japonais (université de Kobe), des Allemands (université de Tübingen) et des Italiens mais pas par les Français.

Le diamètre de Super-Pluton a été évalué, à partir des simulations, à 10 000 km (au minimum) et 16 000 km (au maximum). Son diamètre se rapprocherait donc de la Terre (12 756 km), et serait donc plus grand que tous les corps déjà découverts au-delà de Neptune. Elle pourrait donc être bien plus grande que les planètes naines. Sa masse serait cependant plus faible que la masse terrestre. Elle est estimée entre 0,3 et 0,7 masse terrestre.

En comparaison des planètes du Système solaire, l'orbite de super-Pluton devrait être fortement inclinée par rapport au plan de l'écliptique (entre 20° et 40°). Les orbites des planètes sont quasi circulaires et coplanaires de l'écliptique (seule Mercure possède une orbite inclinée (7°) et excentrique (0,2) de manière significative). Alors que ce corps posséderait une orbite extrêmement excentrique, se situant au minimum à 80 ua (ce qui représente déjà une distance importante que peu d'objets épars connus atteignent) pour dépasser les 270 ua à son aphélie.

D'après Lykawka, cette planète hypothétique aurait été assez éloignée pour laisser la plupart des autres objets en orbite de résonance intacte, mais suffisamment près pour que sa gravité influe certains corps et créer la population des objets détachés comme Sedna. Lykawka et Mukai croient que les mêmes interactions gravitationnelles qui façonnent les orbites de petites lunes autour des planètes ont joué un grand rôle dans l'évolution de l'orbite de super-Pluton. Ces interactions ont été trouvées en 1962 par l'astronome japonais Yoshihide Kozai en regardant les orbites des astéroïdes. Il a montré qu'un groupe de gros objets en orbite dans le même plan peut faire pencher la trajectoire d'un objet plus petit et la rendre plus circulaire. Le même effet a penché l'orbite de la Planète X ailleurs que sur les plans de la ceinture de Kuiper.

Vu sa distance supposée du Soleil, il devrait ressembler à ses congénères (les KBO et les Épars). Il s'agirait d'un monde glacé avec une surface ayant beaucoup de ressemblances avec la planète naine Pluton, principalement composée d'un mélange d'hydrocarbures légers (comme le méthane), d'ammoniac et de glace d'eau (composition de la majorité des corps de la ceinture de Kuiper).

D'après Patryk Lykawka, cette planète serait en réalité constituée « d'un corps rocheux entouré de plusieurs couches de glace ». Il a ajouté que « comme elle était très froide, sa surface devrait être composée de glace, d'ammoniac glacé et de méthane ».

Sa température de surface ne pourrait dépasser 50 kelvins, température commune dans la ceinture de Kuiper (sa qualité d'objet épars peut conduire à de plus basses températures^{[réf. nécessaire]}).

Un tel corps devait se trouver, 8 millions d'années après la naissance du Système Solaire, dans la zone des géantes gazeuses, plus précisément à proximité de Jupiter. À l'époque cependant, cette dernière était plus petite mais, en se formant au sein du nuage de poussière qui régnait alors dans le Système solaire, sa masse augmenta jusqu'au jour où elle fut telle qu'elle éjecta Super-Pluton au-delà même de la ceinture de Kuiper.

Cette déstabilisation aurait perturbé l’organisation de la ceinture de Kuiper vers 40 à 50 UA et aurait donné naissance à la falaise de Kuiper. Il est difficile d'expliquer pourquoi plusieurs corps sont tout à fait inclinés et ont des orbites allongées (plus excentriques) dans des distances entre environ 40 et 50 ua. En fait, en considérant l'architecture du Système solaire (8 planètes, la dernière étant Neptune), les astronomes s'attendaient à trouver des corps de Kuiper dans cette région surtout dans des orbites presque circulaires et étant couchés autour du même plan du Système solaire. Une autre remarque est que ces corps dans la région 40-50 ua peuvent représenter les restes de planétésimaux qui se sont formés localement il y a plus de 4 milliards d'années. Donc ces objets offrent des indices uniques sur l'origine et l'évolution du Système solaire. Et en prenant en compte la perturbation gravitationnelle d'une planète extérieure, Patryk Sofia Lykawka avait constaté que cette planète pourrait remarquablement bien expliquer les orbites de ces épars pendant la première phase du Système solaire (il y a plus de 4 milliards d'années). Autrement dit, la planète a perturbé les orbites de plusieurs objets de Kuiper dans la région dite aujourd'hui de la « falaise de Kuiper » et ses derniers auraient acquis des orbites plus excentriques et inclinées.

2011 : Les calculs via WISE

John Matese et Daniel Whitmire ont de nouveau calculé qu'une nouvelle planète de très grande taille pourrait se trouver dans la partie extérieure de notre système solaire, la périphérie externe du nuage d'Oort.

Cette planète gazeuse serait quatre fois plus massive que Jupiter, la plus grosse planète orbitant autour du Soleil actuellement.

Les astrophysiciens John Matese et Daniel Whitmire ont prédit l'existence de ce corps en étudiant la trajectoire particulière qu'empruntent certaines comètes à leur entrée dans le système solaire à nouveau.

L'orbite de la supposée planète baptisée Tyché (nouveau surnom), en l'honneur de la divinité grecque responsable de la prospérité des cités, se situerait à une distance de 15 000 ua soit 375 plus grande que celle de Pluton.

Les scientifiques croient que de nouvelles données fournies par le télescope spatial Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) de la Nasa permettront d'en déterminer l'existence d'ici deux ans.

Si son existence est prouvée, l'UAI décidera si elle fait bel et bien partie de notre système solaire. Selon John Matese, cette planète a pu se former auprès d'une autre étoile pour être ensuite captée par le champ gravitationnel du Soleil.

Les scientifiques estiment que Tyché serait presque entièrement composée d'hydrogène et d'hélium. Son atmosphère serait très semblable à celle de Jupiter.

Pluton comme planète X

Pluton fut tout d'abord présumée être la planète X, mais, au vu de sa masse insuffisante pour modifier l'orbite de Neptune, la recherche se poursuivit.

Avec la découverte de cet objet, le nom de planète X prenait un sens supplémentaire : le X pouvait désormais être lu comme un dix en numération romaine(Car l'on pensait devoir trouver la dixième planète). Il perdit ce sens quand Pluton fut déclassée. Ce déclassement était d'ailleurs un sérieux coup d'arrêt aux recherches de la planète X, car les planètes naines du genre de Pluton sont trop nombreuses pour intéresser individuellement le public, et la nouvelle définition est suffisamment restrictive pour qu'il soit très improbable qu'une planète demeure inconnue.

Conclusions de la recherche

La recherche de l'hypothétique planète X est fondée sur le fait que les anomalies de l'orbite de Neptune pouvaient être expliquées par l'existence d'une planète voisine. Cependant, la raison de ces anomalies fut découverte lorsque la sonde spatiale Voyager 2 remarqua que la masse de Neptune avait été mal calculée. Avec la prise en compte de ces nouvelles données sur la masse de Neptune, l'orbite de cette dernière est expliquée d'elle-même et il n'y a plus de raison de rechercher une planète X.

Possibilités d'autres planètes X

Nos techniques de détection les plus poussées sont capables de détecter une planète de la même taille que la Terre à 70 ua du Soleil, une de la même taille qu'Uranus à 90 ua, une de la taille de Jupiter à 120 ua (en négligeant ses effets gravitationnels sur le Soleil). Bien sûr, les cieux sont très grands et le plus puissant des télescopes ne peut en regarder qu'une fraction minuscule à la fois. Pour donner une idée des distances, Pluton est à environ 30 ua pour le moment.

Si une neuvième planète existe, il est peu probable qu'elle soit originaire du Système solaire : des études détaillées de l'écliptique ont été prises en compte, concluant qu'aucune planète de la taille de la Terre ou d'une taille supérieure ne pouvait exister sur le plan de l'écliptique à une distance plus petite que 60 ua. Par conséquent, une neuvième planète devrait être sur une orbite fortement inclinée, et par conséquent avoir été capturée par le Système solaire et non formée en même temps que lui. Les recherches de vulcanoïdes n'ont pour leur part rien donné.

Une planète vers Sedna

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D'après les caractéristiques de (90377) Sedna, plusieurs théories suggèrent qu'une planète X pourrait influencer son orbite.

La découverte d'Éris

Dimensions relatives des huit plus grands objets transneptuniens connus par rapport à la Terre.

Divers objets de grande taille (plus grands que (1) Cérès) tels que Sedna et Orcus plus petits que Pluton/Charon mais aussi Éris deux fois plus grande ont été découverts, mais ils ne correspondent pas aux objectifs de la recherche, la plupart des astronomes s'accordant à dire qu'ils sont trop petits pour être considérés comme planètes, ils ont même provoqué le déclassement de Pluton qui est maintenant officiellement une planète naine, réduisant du coup le nombre de planètes de notre système à 8. L'objet sera d'abord mesuré comme 4 % plus grand que Pluton, il est aujourd'hui 30 à 40 % plus gros... Éris, comme Pluton, sont actuellement qualifiés de « plutoïde », soit, des corps sphériques avec une orbite autour du Soleil, à une distance supérieure de Neptune.

Sedna avait quelquefois été qualifiée de dixième planète lors de sa découverte. Mais lorsque Éris fut découverte, les médias lui attribuèrent massivement ce titre. De plus, on lui donna à l'époque le nom de code "Xéna", choisi pour le X, et le nom fut souvent employé par erreur comme s'il était le nom définitif. L'objet ayant des chances d'être classé comme une planète, le choix du nom officiel tarda (Éris ne reçut son nom actuel qu'après clarification de son statut). C'est finalement l'obligation de trancher sur le statut d'Éris qui poussa à l'écriture d'une définition précise des planètes. L'objet qu'on présentait comme la dixième planète fut finalement responsable du déclassement de la neuvième.

Objets parfois nommés planète X

• Perséphone : planète hypothétique, hypothèse ancienne relancée ;
• Super-Pluton : planète hypothétique, hypothèse récente suscitant plus ou moins d'enthousiasme en fonction des pays ;
• (90377) Sedna : objet transneptunien, qu'on envisagea un temps d'appeler planète ;
• (134340) Pluton : objet transneptunien, qu'on appela planète de sa découverte et jusqu’au tout début du XXI^e siècle ;
• (136199) Éris : objet transneptunien, qu'on envisagea un temps d'appeler planète.

Mythes autour de la planète X

L'écrivain Zecharia Sitchin, dans son livre la Douzième Planète, décrit la planète Mardouk comme étant située sur une orbite longue, elliptique, entrant dans le Système solaire tous les 3 600 ans et y causant des modifications des pôles et d'autres catastrophes terriennes. Grâce à sa connaissance du sumérien, du sémite et d'autres langues anciennes et grâce à sa recherche et à l'étude de données archéologiques et bibliques recueillies depuis 150 ans, il avança sa thèse selon laquelle les dieux connus dans toutes les anciennes mythologies existaient sous forme réelle, et étaient des aliens humanoïdes, ressemblant beaucoup aux êtres humains, qui étaient venus ici depuis la dixième planète, appelée Planète X dans la presse populaire et Mardouk par les Sumériens. Selon Sitchin, ils créèrent génétiquement notre espèce originellement comme esclaves devant travailler dans des mines d'or, en croisant leurs gènes avec ceux d'Homo erectus.

Les événements incluant des « dieux » de l'ancien temps et les technologies apportées par eux sont actuellement considérés comme des mythes naïfs. Sitchin et d'autres disent cependant prouver la vérité de leurs théories grâce à des artéfacts et des documents de la grande bibliothèque d'Assurbanipal à Ninive ainsi que d'autres sources, déclarant qu'ils montrent des technologies et des connaissances scientifiques fortement en avance sur leur époque. Selon Sitchin, ces anciens documents rapportent qu'une société humaine fut instaurée à Sumer sous la tutelle de ces dieux et que des rois furent nommés en tant qu'intermédiaires, représentants de l'espèce humaine devant les Annunakis. Ces anciennes civilisations ne parlaient pas des Annunakis comme des dieux, mais comme des dirigeants.

Cette planète X est toujours considérée comme de la pseudoscience par la plupart des scientifiques et historiens, alors que les théories autour de l'Apocalypse et/ou des transformations spirituelles, véhiculées par le New Age, connaissent un succès populaire chez certains. Parmi ceux qui s'accrochèrent à cette théorie figure Mark Hazlewood, qui annonça que cet évènement se produirait en mai 2003 dans son livre Blindsided. Maintenant discréditée comme canular — et pour cause —, ce scénario de fin du monde semble avoir fait monter la vapeur chez les médiums après le tremblement de terre de 2004 en Inde. Certains voient ce scénario comme correspondant avec leur vision des prophéties de l'Apocalypse selon Saint-Jean, bien que la vision de la fin du monde de la plupart des chrétiens n'inclue pas de « Planète X ».

Zecharia Sitchin lui-même a récemment avancé sa propre date pour le prochain passage de Mardouk en 2085, mais la date dont le plus de gens parlent est le 21 décembre 2012, fin du calendrier maya, hypothèse aussi discréditée en 2013. Cependant, les astronomes jugent cette affirmation, que l'on doit à divers groupements New Age, tout simplement impossible.

Le journaliste et écrivain Marshall Masters, dans un de ses livres, appuie la théorie de l'existence de la planète X, qu'il désigne comme Mardouk, dans le Système solaire. Masters considère que le South Pole Telescope américain en Antarctique fut construit pour observer en secret cette hypothétique planète.

Filmographie

• Selon Larry Niven, Persephone est une petite géante gazeuse avec une seule lune, Kobold.
• Dans le sixième film de Godzilla, des aliens connus au Japon sous le nom de X-seijin et en Amérique sous le nom de Xians saluent depuis la Planète X, entre Jupiter et Saturne.
• Dans Doctor Who, la dixième planète du Système solaire est appelée Mondas, patries des Cyborgs. Mondas y est la planète jumelle de la terre.
• Dans X-Men, l'expression "planète X" est le titre d'une saga ; dans cette histoire l'expression ne désigne pas une autre planète, mais la possibilité d'une Terre sur laquelle tous les non-mutants auraient été exterminés.
• Dans Globalement inoffensive, cinquième épisode de la saga H2G2 de Douglas Adams, les astronomes découvrent une dixième planète qu'ils baptisent Perséphone, mais qui est surnommée Rupert. Une journaliste demande à l'occasion à une astrologue réputée ce qu'elle en pense, avançant que cette découverte était sans doute l'occasion d'établir définitivement que l'astrologie est un mensonge, puisqu'elle a pendant des années fonctionné en négligeant un paramètre essentiel.

Dans les arts

• Jean-Patrick Capdevielle a publié en 1985 un album titré "Planète X" se terminant par une chanson éponyme.

Voir aussi

Bibliographie

• (en) Marshall Masters, Godschild Covenant: Return of Nibiru (Planet X - 2012), Your Own World Books, 2003, ISBN 978-0-9725895-0-5

Articles connexes

• Vulcain (planète)
• Némésis (étoile)
• Anti-Terre
• Planètes hypothétiques