Il y a maintenant plus de huit ans, les astronomes du monde entier parlaient d’une hypothétique neuvième planète. Elle n’avait pas été observée directement, sa « découverte » était le fruit d’une « modélisation et de simulations mathématiques ». Depuis, personne ne l’a vue et elle reste donc hypothétique.

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Ce ne serait pour autant pas la première fois qu’une planète serait « découverte » par des calculs. C’était déjà le cas d’Uranus, de Neptune et de Pluton. On les a depuis observées par des télescopes et même des sondes spatiales. Pluton a été « déclassée » comme planète naine en 2006 et on ne compte donc plus que huit planètes dans notre système solaire : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et Pluton. Il y a plein de phrases pour les retenir dans l’ordre.

Toujours pas vue, mais son absence serait « statistiquement impossible »

Depuis huit ans, la neuvième planète donc fait parler d’elle par épisodes, sans grosse révolution depuis 2016 puisque personne ne l’a vue. C’est pour rappel la seule manière de confirmer officiellement son existence. On peut faire le parallèle avec les ondes gravitationnelles. Même si on savait qu’elles existaient depuis longtemps, les voir « pour de vrai » (en 2016 également) c’est autre chose.

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Concernant Planète 9, le CNRS se fait l’écho d’une récente étude qui « affirme que l’absence d’un tel astre serait statistiquement impossible… ». Plutôt que de démontrer son existence, les scientifiques ont pris le problème dans l’autre sens. Pour autant, cela ne prouve toujours pas l’existence de cette planète « perdue » qui se baladerait loin dans le système Solaire.

La publication en 2016 de l’hypothétique neuvième planète a soulevé de nombreuses questions. Notamment, car elle se fonde sur l’analyse des orbites d'objets transneptuniens, c’est-à-dire croisant ou se trouvant au-delà de celle de Neptune. Problème.

« On ne dit pas qu’il n’y a pas de Planète 9 », mais…

« Ces objets sont trop peu nombreux et les effets de sélection qui accompagnent les découvertes des relevés astronomiques n’auraient pas été correctement prises en compte », explique le CNRS. « Une dizaine d’objets n’est peut-être pas suffisante pour établir une statistique fiable », ajoute le Centre.

Pour ne rien arranger, les relevés provenaient d’une multitude de campagnes de mesures et de scientifiques différents, comment donc « s’assurer que tous les biais observationnels sous-jacents à ces détections ont été correctement modélisés ? ».

« On ne dit pas qu’il n’y a pas de Planète 9 […] mais que l’argument qu’ils mettent en avant n’est pas assez fort », résume Jean-Marc Petit (astronome à l’Institut Univers, Théorie, Interfaces, Nanostructures, Atmosphère et environnement, Molécules). Un nouvel argument a été publié par d’autres chercheurs.

Konstantin Batygin, Alessandro Morbidelli, Michael Brown et David Nesvorný ont décidé non pas de se concentrer sur des objets avec des orbites très elliptiques qui n’approchent jamais Neptune, mais sur des objets transneptuniens qui croisent l’orbite de Neptune. Ils sont plus proches de nous et on peut donc avoir des mesures plus précises. De plus, les incontournables biais d’observation sont plus faciles à modéliser.

Des simulations avec et sans Planète 9

Ces objets ont un autre avantage surprenant au premier abord : ils sont très instables. Lorsqu’ils passent près des planètes géantes comme Neptune, leur orbite change et leur espérance de vie n’est « que » de quelques dizaines de millions d’années. Ils sont donc réalimentés par la population d’objets transneptunienne :

« On a comparé un système avec une Planète 9 et un système sans, pour voir à quel taux on peut renouveler cette population d’objets qui croisent l’orbite de Neptune. Et on a trouvé que sans Planète 9, ce taux est trop faible, trop peu d’objets croisent l’orbite de Neptune. Avec la Planète 9, en revanche, nos modèles reproduisent beaucoup mieux les observations ».

Ce résultat est donc le fruit de simulations établies à partir des données recueillies d’objets relativement proches de nous. Ces simulations sont ensuite confrontées au monde réel, seule certitude tangible des scientifiques. Il en ressort que la présence d’une Planète 9 correspondrait bien mieux à notre réalité.

Des indices, mais toujours pas de preuves

Le CNRS marche sur des œufs : « en d’autres termes, cette nouvelle étude a priori moins biaisée que les précédentes, conclut également fortement à l’existence d’une planète cachée ». Deux scientifiques apportent leur caution à cette étude : « C’est une très jolie idée, et leur résultat est assez clair », reconnait ainsi Sean Raymond (Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux). « C’est du très beau travail et je pense qu’ils tiennent quelque chose », ajoute Jean-Marc Petit.

Rien n’est joué pour autant. « En principe, dans cette étude, il y a moins de biais observationnels, mais c’est vraiment difficile de dégager tous les biais. Rien ne dit qu’il n’en reste pas qui sont cachés », ajoute rapidement Sean Raymond. Même retenue pour Jean-Marc Petit concernant les biais : « Par exemple, les relevés qu’ils utilisent ne sont pas dédiés aux objets transneptuniens. De plus, la taille des objets, dont ils ne tiennent pas compte, peut avoir son importance ».

« C’est pourquoi, même si on a de bonnes raisons de penser que la Planète 9 est là, on ne devrait jamais croire que quelque chose existe avant de l’avoir trouvé », rappelle très justement Sean Raymond. Seule l’observation directe permettra de confirmer l’existence de Planète 9.

De nouvelles observations en 2025

Un nouveau télescope viendra jouer les arbitres en 2025 : Vera-Rubin (anciennement LSST) qui est en train d’être construit au Chili. Il regardera pas moins de la moitié du ciel tous les deux ou trois jours, « avec une profondeur sûrement aussi bonne que l’observatoire spatial Hubble ».

« Il est vraiment conçu pour trouver des objets sombres et qui bougent dans le ciel, comme la Planète 9. Ce n’est pas sûr à 100 % qu’il la trouvera même si elle existe, mais s’il ne la trouve pas, ça sera difficile de continuer à croire qu’elle est bien là », explique Sean Raymond.

Il y a peu, France Culture a mis en ligne un podcast sur Vera Rubin et le télescope du même nom. NVIDIA lui a aussi rendu hommage avec le nom de son futur GPU « Rubin » qui succédera à Blackwell.