La Planète 9 est-elle toujours une hypothèse valable ? Un nouvel objet transneptunien remet en question le biais orbital à l’origine de cette théorie

par Jeffrey Bryant
Article original
L’idée de « Planète 9 » a-t-elle été écartée ? À quoi fait référence « Planète 9 » ? Pour tenter de répondre à ces questions, il nous faut prendre du recul et mieux comprendre le système solaire externe, au-delà de Neptune. Dans notre système solaire, la plupart des gens connaissent les planètes, les astéroïdes, les comètes et les lunes qui s’y trouvent. On pense généralement que les astéroïdes se trouvent entre les orbites de Mars et de Jupiter. Mais la réalité est plus complexe. Oui, la principale ceinture d’astéroïdes et ses sous-parties se situent principalement entre les orbites de Mars et de Jupiter, mais il existe un groupe moins connu de petites planètes au-delà de Neptune. Encore une fois, l’astronome naïf pense à la ceinture de Kuiper, une sœur plus lointaine de la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. Et, là encore, cette vision est plus complexe. La ceinture de Kuiper commence à l’orbite de Neptune, à environ 30 unités astronomiques (UA) du Soleil, et s’étend jusqu’à environ 50 UA du Soleil, ce qui la rend plus volumineuse que la ceinture principale d’astéroïdes et, en fait, probablement bien plus massive. La partie intérieure de la ceinture principale d’astéroïdes est principalement composée de matériaux rocheux, tandis que les objets situés au-delà de Neptune sont surtout faits de glace. Au-delà de Neptune, on peut diviser les corps en un ou plusieurs groupes d’objets, dont la ceinture de Kuiper, le disque des objets épars, les objets détachés et les sednoïdes. Tous sont regroupés sous le nom d’objets transneptuniens, ou OTN (TNO en anglais). Une nouvelle étude a identifié un candidat potentiel pour la Planète 9 à une distance de 500 à 700 UA du Soleil, bien que son orbite complète reste à déterminer. https://doi.org/10.1017/pasa.2025.10024

Ceinture de Kuiper

La plus grande densité des OTN se trouve dans la ceinture de Kuiper, juste au-delà de l’orbite de Neptune. Même en traçant tous les OTN, on observe la forte densité d’orbites juste au-delà de Neptune, mais il ne s’agit pas d’une limite stricte.
Graphics3DGrayLevel[1,.75],Thickness[.002],
planets
PLANETS
["OrbitPath"],
Pluto
MINOR PLANET
["OrbitPath"],Opacity[.1],Hue[.58,.5,.7],
trans-Neptunian objects
MINOR PLANETS
["OrbitPath"],

Out[]=

Disque épars

Le disque épars est un sous-ensemble d’OTN ayant des distances au périhélie (distance la plus proche du Soleil) supérieures à 30 UA et dont les orbites peuvent s'étendre bien au-delà de Neptune, voire bien au-delà de 100 UA.
scattereddisk=EntityClass"MinorPlanet",
smallest distance from Sun
GreaterThan[
30
au
];
In[]:=
scattereddiskorbits=scattereddisk[{"OrbitPath","Name"}];
Les planètes sont représentées en blanc près du centre pour donner une idée de l'échelle.
Graphics3DWhite,
planets
PLANETS
["OrbitPath"],Opacity[.5],Hue[.58,.5,.7],Tooltip[#[[1]],#[[2]]]&/@scattereddiskorbits,

Out[]=

Objets détachés

Les objets détachés constituent un sous-ensemble d’objets du disque épars, mais la distinction n’est pas clairement définie. En général, les objets détachés comprennent toutes les petites planètes ayant un périhélie supérieur à 40 unités astronomiques (UA). Cela les place bien au-delà des principaux effets gravitationnels de Neptune et des autres planètes. Ils ont tendance à suivre des orbites très excentriques.
detatchedobjects=EntityClass"MinorPlanet",
smallest distance from Sun
GreaterThan[
40
au
];
In[]:=
detatchedobjectsorbits=detatchedobjects[{"OrbitPath","Name"}];
Les planètes sont représentées en bleu près du centre pour donner une idée de l’échelle.
Graphics3DWhite,
planets
PLANETS
["OrbitPath"],Hue[.58,.5,.7],Tooltip[#[[1]],#[[2]]]&/@detatchedobjectsorbits,

Out[]=

Sednoïdes

Les sednoïdes ont des périhélies encore plus éloignés que Neptune, au-delà de 60 UA (bien que cette limite ne soit pas clairement définie), mais possèdent également des demi-grands axes supérieurs à 150 UA, de sorte qu’ils ont des orbites très excentriques.
sednoids=EntityClass"MinorPlanet",
smallest distance from Sun
GreaterThan[
60
au
],
orbital semimajor axis
GreaterThan[
150
au
];
In[]:=
sednoidorbits=sednoids[{"OrbitPath","Name"}];
Les planètes sont représentées en blanc près du centre pour donner une idée de l’échelle.
Graphics3DWhite,
planets
PLANETS
["OrbitPath"],Hue[.58,.5,.7],Tooltip[#[[1]],#[[2]]]&/@sednoidorbits,

Out[]=

Les indices de « Planète 9 »

En examinant les orbites des planètes mineures les plus éloignées, un biais apparent a été observé. Du moins jusqu’à la découverte récente de 2017 OF201. Avant de parler plus en détail de cette nouvelle planète mineure récemment découverte, prenons du recul et examinons les objets connus avant cette nouvelle découverte.
Voici la nouvelle planète mineure découverte (nous y reviendrons plus tard) :
Pour examiner les choses avant sa découverte, nous pouvons la retirer de la liste des objets disponibles :
Jusqu’à récemment, une fois que l’on restreint la distance du périhélie à seulement celles au-delà d’environ 44 UA, les objets restants semblent avoir des orbites confinées dans une région particulière. Les planètes sont représentées en blanc près du centre pour donner une idée de l’échelle et sont à peine visibles lorsqu’on étend la portée à 1750 UA.
Dans la vue ci-dessus, ces objets semblent tous orbiter dans une direction particulière. Ce type de biais était étrange et une théorie avancée est que cela serait dû au fait que les objets sont perturbés par un objet massif inconnu dans la région externe du système solaire, « Planète 9 ». De nombreux modèles et recherches sont en cours pour tenter de localiser où un tel monde lointain pourrait se trouver. À une telle distance, même un objet massif réfléchirait très peu de lumière et se déplacerait extrêmement lentement. Seul le détecteur infrarouge le plus sensible avait une chance réaliste, mais la zone à explorer était immense.
Revenons maintenant à 2017 OF201, nous l'incluons dans la scène et voyons ce qu’il en est, en commençant par une vue rapprochée.
Un zoom arrière progressif donne une meilleure idée de l’échelle.
La plupart des gens considèrent Pluton comme étant aux confins du système solaire. Le graphique suivant apporte un contexte supplémentaire. Les planètes sont représentées en blanc, Pluton est en jaune, Sedna, un autre objet extrême découvert précédemment, est en bleu clair, et 2017 OF201 est en rouge. À cette échelle, il est difficile de distinguer Pluton parmi les planètes du système solaire.
En zoomant un peu, on peut voir qu’au plus près, 2017 OF201 pénètre dans le système solaire à peu près à l’orbite de Pluton. Mais Sedna ne s’approche jamais aussi près.
Cela empêche 2017 OF201 d'être considéré comme un sednoïde, puisque les sednoïdes ont un périapse supérieur ou égal à 60 UA.
2017 OF201 s'approche jusqu'à 50 UA (donc ce n'est pas un sednoïde), mais possède une apoapse bien plus éloignée que celle de Sedna.
En dézoomant sur le graphique affichant tous les objets, incluant l’orbite de 2017 OF201, le biais intense dans les directions orbitales semble beaucoup moins prononcé (bien qu’il ne soit pas absent). Dans l’aperçu suivant, il n’y a toujours aucun objet connu en orbite « vers la droite ».
Tout objet massif de type « Planète 9 » perturberait probablement ces objets, mais puisqu’il existe maintenant une distribution des orbites plus proche de l’uniformité, l’hypothèse d’une « Planète 9 » est considérablement affaiblie.
Bien qu’étant de l’autre côté du débat sur « Planète 9 », une équipe de chercheurs a cherché des objets situés entre 500 et 700 UA du Soleil, avec une masse comprise entre 7 et 17 masses terrestres. Tout objet de ce type se déplacerait très lentement et serait très faible. Ils ont fouillé d’anciennes données d’IRAS et les ont comparées à des données plus récentes d’AKARI (séparées par 23 ans) et ont recherché des objets s’étant déplacés entre 42 et 69,6 secondes d’arc, la plage attendue pour un objet à cette distance, entre les deux jeux de données. Ils n’ont trouvé qu’un seul objet potentiel.
https://arxiv.org/abs/2504.17288
Mais cet objet n'a que 2 points de données, ce qui n'est pas suffisant pour extrapoler une orbite, donc des observations complémentaires sont nécessaires pour pouvoir en dire plus sur cet objet.

Exploration de la ceinture de Kuiper

Les membres des objets classiques de la ceinture de Kuiper (KBO en anglais) ont tous des périodes orbitales supérieures à celle de Neptune.
En général, les KBO sont exempts d'effets de résonance significatifs avec Neptune, mais il existe des exceptions représentées par quelques familles qui possèdent des résonances orbitales avec Neptune. Cela signifie que le rapport entre la période orbitale du KBO et celle de Neptune est une petite fraction entière. Beaucoup de ces résonances ne sont pas bien définies et sont sujettes à l’ambiguïté.
Les plutinos sont en résonance orbitale 2 : 3 avec Neptune (leur période orbitale est environ égale à 3/2 fois celle de Neptune), comme c’est le cas pour Pluton.
Les twotinos ont une résonance orbitale de 1 : 2 avec Neptune (leur période orbitale est environ deux fois celle de Neptune).
Les cubewanos tirent leur nom de 1992 QB1 (c’est-à-dire « QB1-os »), dont le nom complet actuel est 15760 Albion (1992 QB1). Ils sont délimités par les plutinos et les twotinos et comprennent en général tous les KBO qui n’ont pas de forte résonance avec Neptune.
Le traçage de paires de paramètres orbitaux peut révéler des familles d’objets. Des groupes d’objets ont tendance à se regrouper et indiquent des circonstances telles que des résonances orbitales avec Neptune. Dans le tracé suivant, l’excentricité est représentée en fonction de la distance au périhélie.
La variation de l'inclinaison orbitale en fonction du demi-grand axe orbital peut également être explorée de manière similaire.

CITER CE NOTEBOOK

La Planète 9 est-elle toujours une hypothèse valable ? Un nouvel objet transneptunien remet en question le biais orbital à l’origine de cette théorie​
par Jeffrey Bryant​
Communauté Wolfram, CHOIX DE L’ÉQUIPE, 4 juin 2025
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