On commence à comprendre que des étoiles peuvent passer plus proche du Système solaire qu'on ne l'imaginait. Un tel scénario permet d'expliquer notamment les caractéristiques chaotiques des orbites de beaucoup des objets transneptuniens, dont le plus célèbre est Pluton.
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Les astrophysiciensastrophysiciens qui s'occupent d'étudier les galaxies savent depuis longtemps qu'on peut les considérer comme un gaz d'étoiles autogravitant. Pour preuve, on peut montrer que dans ses Leçons sur les hypothèses cosmogoniques publiées en 1911, le mathématicienmathématicien, physicienphysicien et astronomeastronome Henri Poincaré exposait déjà des considérations issues de la théorie cinétique des gaz à la Voie lactée.
Il s'agit toutefois d'un gaz sans collision entre les particules qui le constituent, en l'occurrence des étoiles. Les distances moyennes entre elles sont si grandes que même lorsque deux galaxies fusionnent ce gaz se comporte aussi de façon analogue à un plasma de particules chargées, là aussi sans collision.
Le Soleil ne fusionnera donc jamais avec une autre étoile de la Voie lactée, mais ça ne veut pas dire que si l'une d'entre elles se rapproche trop de lui, cela sera sans conséquence sur le Système solaireSystème solaire lui-même. Mieux, on sait que le Soleil est né dans une pouponnière d'étoiles et qu'il pouvait même former un système binairesystème binaire temporaire avec l'une d'entre elles, ce qui veut dire que dans les deux cas, le Soleil était plus proche des autres étoiles que depuis des milliards d'années.
Toujours est-il que cela fait longtemps également que l'on considère que des comètes dans le fameux nuage d’Oort peuvent être déstabilisées par la gravitégravité due à un passage rapproché d'une étoile au cours de ces derniers milliards d'années et qu'elles peuvent ensuite se précipiter en nombre plus ou moins important vers le Système solaire interne (on a envisagé cette possibilité il y a 70 000 ans avec l'étoile de Scholz), entrant peut-être en collision avec la Terre.
L'énigme des objets transneptuniens
Un nouvel avataravatar de cette idée vient d'être considéré par Susanne Pfalzner, astrophysicienne du Centre de recherche de Juliers (en allemand : Forschungszentrum Jülich GmbH), avec ses collègues Amith Govind (son thésard) et Simon Portegies Zwart de l'université de Leyde. Dans deux études publiées dans les revues renommées Nature Astronomy et Astrophysical Journal Letters, les chercheurs examinent notamment avec 3 000 simulations informatiquessimulations informatiques une solution à des énigmes concernant les objets dits transneptuniens (OTN), généralement une planète mineure du Système solaire dont l'orbiteorbite est, entièrement ou pour la majeure partie, au-delà de celle de la planète NeptuneNeptune ou encore tous les corps qui gravitent autour du Soleil et dont l'orbite est située au-delà de Neptune. Les corps célestes de la ceinture de Kuiperceinture de Kuiper, principalement composée de restes de la formation du Système solaire et d'au moins trois planètes nainesplanètes naines, PlutonPluton, Makémaké et HauméaHauméa, en sont un exemple.
L'étude des orbites de plusieurs OTN a révélé de nombreux cas avec des excentricitésexcentricités et des inclinaisons importantes par rapport au plan orbital du Système solaire. En clair, ces orbites sont des ellipses allongées et dont les plans font des angles importants avec les plans orbitaux presque parallèles des planètes principales du Système solaire. Or, selon la théorie de sa formation, aussi bien des planètes mineures que majeures devraient être dans des plans orbitaux proches et sur des orbites quasi circulaires parcourues dans un même sens.
Au-delà de l'orbite de Neptune se trouve une vaste frontière : la ceinture de Kuiper… et les scientifiques ont hâte de savoir ce qu'il y a là-bas. Constituée de millions d'objets glacés et rocheux, dont des planètes naines, la ceinture de Kuiper devient une attraction majeure pour les scientifiques et les chercheurs. Nasa 360 rejoint le Dr William B. McKinnon, Département des sciences de la Terre et des planètes, Université de Washington. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © NASA 360
Une étoile passée à un peu moins de quatre fois la distance Soleil-Neptune
Dans le cas de certains TNO, on explique leurs orbites particulières par l'existence de la fameuse planète 9 qui reste à découvrir. Mais dans le cas des travaux menés par Susanne Pfalzner et ses collègues, on peut expliquer les autres orbites particulières des OTN, comme les orbites de 2008 KV42 et 2011 KT19, les deux corps célestes qui se déplacent dans la direction opposée à celle des planètes majeures, par un passage vraiment rapproché dans le passé d'une petite étoile.
« La meilleure correspondance pour le Système solaire extérieur actuel que nous avons trouvée avec nos simulations fait intervenir une étoile légèrement plus légère que notre Soleil, soit environ 0,8 massemasse solaire. Cette étoile a frôlé notre Soleil à une distance d'environ 16,5 milliards de kilomètres, soit environ 110 fois la distance entre la Terre et le Soleil, soit un peu moins de quatre fois la distance de la planète Neptune la plus éloignée », explique Amith Govind dans un communiqué du Forschungszentrum Jülich.
Et ce n'est pas tout ! Les perturbations gravitationnelles causées par le passage aussi proche de cette étoile amènent dans les simulations effectuées certains OTN à être projetés dans la région des planètes géantesplanètes géantes extérieures JupiterJupiter, SaturneSaturne, UranusUranus et Neptune.
« Certains de ces objets auraient pu être capturés par les planètes géantes sous forme de luneslunes. Cela expliquerait pourquoi les planètes extérieures de notre Système solaire ont deux types de lunes différents », détaille Simon Portegies Zwart. Contrairement aux lunes régulières, qui gravitent sur des orbites circulaires, les lunes irrégulières gravitent à une plus grande distance sur des orbites inclinées et allongées. Jusqu'à présent, il n'y avait aucune explication à ce phénomène. « La beauté de ce modèle réside dans sa simplicité. Il répond à plusieurs questions ouvertes sur notre Système solaire avec une seule cause », conclut Susanne Pfalzner dans le communiqué.
La vidéo montre l'une des plus de 3 000 simulations informatiques que les scientifiques ont effectuées pour trouver la cause des orbites inhabituelles des objets transneptuniens. Elle montre que le jeune Soleil était entouré d'un disque de matière à partir duquel les planètes se sont formées. Plusieurs indices suggèrent que le survol d'une autre étoile aurait pu perturber ce disque. La simulation montre comment un survol aussi proche aurait fortement influencé les orbites du matériau du disque externe. De nombreux objets auraient été projetés loin dans l'espace sur des orbites excentriques. Alors que le système solaire externe aurait été complètement restructuré, le Système solaire interne, y compris notre Terre, serait resté intact. © Forschungszentrum Jülich
