Les confins de notre système solaire sont un endroit étrange, rempli de corps sombres et glacés avec des surnoms comme Sedna, Biden et le gobelin, dont chacun s'étend sur plusieurs centaines de kilomètres de diamètre.

Deux nouvelles études menées par des chercheurs de l'Université du Colorado à Boulder pourraient aider à résoudre l'un des plus grands mystères de ces mondes lointains :pourquoi tant d'entre eux ne tournent pas autour du soleil comme ils le devraient.

Les orbites de ces bizarreries planétaires, que les scientifiques appellent « objets détachés », ' s'incliner et se déformer hors du plan du système solaire, entre autres comportements inhabituels.

« Cette région de l'espace, qui est tellement plus proche de nous que les étoiles de notre galaxie et d'autres choses que nous pouvons très bien observer, nous est tellement inconnu, " dit Ann-Marie Madigan, professeur adjoint au Département des sciences astrophysiques et planétaires (APS) à CU Boulder.

Certains chercheurs ont suggéré que quelque chose de grand pourrait être à blâmer, comme une planète inconnue, surnommé "Planète 9, " qui disperse les objets dans son sillage.

Mais Madigan et l'étudiant diplômé Alexander Zderic préfèrent penser plus petit. En s'appuyant sur des simulations informatiques exhaustives, le duo fait valoir que ces objets détachés ont peut-être perturbé leurs propres orbites, grâce à de minuscules coups gravitationnels qui se sont accumulés sur des millions d'années.

Les résultats, Madigan a dit, fournir un indice alléchant sur ce qui peut se passer dans cette mystérieuse région de l'espace.

"Nous sommes la première équipe à pouvoir tout reproduire, toutes les anomalies orbitales étranges que les scientifiques ont vues au fil des ans, " dit Madigan, également membre de la JILA. "C'est fou de penser qu'il y a encore tant de choses à faire."

L'équipe a publié ses résultats le 2 juillet dans le Journal astronomique et le mois dernier dans le Lettres de revues astronomiques .

Puissance aux astéroïdes

Le problème avec l'étude du système solaire externe, Madigan a ajouté, c'est qu'il fait si sombre.

"Ordinairement, la seule façon d'observer ces objets est de faire claquer les rayons du soleil sur leur surface et de revenir à nos télescopes sur Terre, " dit-elle. " Parce qu'il est si difficile d'apprendre quoi que ce soit à ce sujet, il y avait cette supposition qu'il était vide."

Elle fait partie d'un nombre croissant de scientifiques qui soutiennent que cette région de l'espace est loin d'être vide, mais cela ne facilite pas la compréhension.

Il suffit de regarder les objets détachés. Alors que la plupart des corps du système solaire ont tendance à tourner autour du soleil dans un disque plat, les orbites de ces mondes glacés peuvent s'incliner comme une balançoire. Beaucoup ont également tendance à se regrouper dans une seule tranche du ciel nocturne, un peu semblable à une boussole qui pointe uniquement vers le nord.

Madigan et Zderic voulaient savoir pourquoi. Pour faire ça, ils se sont tournés vers des superordinateurs pour recréer, ou modèle, la dynamique du système solaire externe plus en détail que jamais.

"Nous avons modélisé quelque chose qui a peut-être existé autrefois dans le système solaire externe et avons également ajouté l'influence gravitationnelle des planètes géantes comme Jupiter, " dit Zderic, aussi de l'APS.

Dans le processus, ils ont découvert quelque chose d'inhabituel :les objets glacés dans leurs simulations ont commencé à tourner autour du soleil comme d'habitude. Mais alors, heures supplémentaires, ils ont commencé à se tirer et à se pousser. Par conséquent, leurs orbites sont devenues plus instables jusqu'à ce qu'elles finissent par ressembler à la réalité. Ce qui était le plus remarquable, c'est qu'ils ont tout fait tout seuls – les astéroïdes et les planètes mineures n'avaient pas besoin d'une grosse planète pour les lancer en boucle.

"Individuellement, toutes les interactions gravitationnelles entre ces petits corps sont faibles, " dit Madigan. " Mais si vous en avez assez, ça devient important."

Terre fois 20

Madigan et Zderic avaient vu des indices de modèles similaires dans des recherches antérieures, mais leurs derniers résultats fournissent la preuve la plus exhaustive à ce jour.

Les résultats viennent également avec une grande mise en garde. Afin de faire fonctionner la théorie de la « gravité collective » de Madigan et Zderic, le système solaire extérieur devait autrefois contenir une énorme quantité de choses.

"Vous aviez besoin d'objets qui totalisaient quelque chose de l'ordre de 20 masses terrestres, " dit Madigan. " C'est théoriquement possible, mais cela va certainement se heurter aux croyances des gens."

D'une façon ou d'une autre, les scientifiques devraient le découvrir bientôt. Un nouveau télescope appelé l'observatoire Vera C. Rubin devrait être mis en service au Chili en 2022 et commencera à jeter un nouvel éclairage sur cette étendue inconnue de l'espace.

"Une grande partie de la fascination récente pour le système solaire externe est liée aux progrès technologiques, " Zderic said. "You really need the newest generation of telescopes to observe these bodies."