Super-Pluton - Définition
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Une théorie très médiatique
Un livre fut édité sur la théorie du Docteur Lykawka en décembre 2008. Il est disponible en japonais. La planète hypothétique eut des échos dans une soixantaine de pays, par le biais de centaines de sites internet. Il figura dans cinq pays dans des magazines de science (Finlande, France, Japon, États-Unis, Royaume-Uni).
Premières tentatives
En 2001, un rapport de Science News titra :
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En 2002, deux astronomes argentins Mario Melita et Adrian Brunini, émirent l'hypothèse d'une planète supplémentaire de la taille de Mars qui pourrait être à l'origine de la falaise de Kuiper. Mais cette théorie connut quelques problèmes, car l'éjection des corps de la ceinture cométaire causée par cette jumelle de Mars, aurait connu un « équilibre » avec la planète Neptune, ce qui n'est pas le cas. Patryk Lykawka résout ce problème avec une planète plus lointaine mais aussi plus massive et plus grande.
Une Terre glacée au delà de Pluton ?
Une Super-Terre lointaine
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.
Masse et dimensions
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.
Orbite
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 co-planaires 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.
Objet 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).
Une planète de la zone des géantes
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 couché 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 éparts 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.
Une planète qui appartenait à une autre étoile ?
Les scénarios de la capture du corps lorsque son étoile passait trop près du Soleil est une théorie contraignante. Pour que ce scénario fonctionne, une étoile doit passer tout près du système solaire quand celui-ci était très jeune, peut-être quand celui-ci avait seulement quelques millions d'années. Cependant, si une étoile était passée pendant ces premiers temps, les objets de Kuiper ne se seraient pas encore formés. Et plus, la croissance de ces corps aurait été interrompue, de par les perturbations gravitationnelles importantes ainsi provoquées par l'approche de l'étoile. On peut objecter que les « TNO » pourraient alors se reformer très rapidement par l'instabilité gravitationnelle ainsi provoquée, mais ce mécanisme est beaucoup trop « défavorable » dans la théorie de la formation de la ceinture Kuiper.
Planète ou planète naine?
En principe elle pourrait être cataloguée comme planète parce que celle-ci dominerait gravitationellement sa région orbitale cependant, d'après Patryk Lykawka, « il n'est pas possible de répondre à cette question à coup sûr, parce que plusieurs incertitudes sont possibles ».
Ces incertitudes sont : la masse totale de la ceinture de Kuiper, la masse exacte de cette planète, une définition plus claire de l'IAU parmi d'autres.
Plus particulièrement, il faut remarquer qu'il n'est pas possible de déterminer la masse exacte de cette planète, qui reste encore hypothétique à l'heure actuelle.
Selon les résultats, il serait possible (d'après le scientifique), qu'elle aurait jusqu'à plusieurs dizaines de fois la masse de la Terre. Elle serait déjà beaucoup plus massive que Pluton.
Caractéristiques supposées
- Diamètre : entre 10 000 et 16 000 km, avoisinant celui de la Terre
- Masse : 30 à 70 % de la Terre
- Distance au soleil : 80 à 270 ua
