« Y a-t-il d’autres planètes cachées dans le système solaire ? »

La présence d’une neuvième planète suffisamment massive pourrait fortement déstabiliser les géantes gazeuses du Système solaire lorsque le Soleil sera devenu une géante rouge. Des planètes pourraient entrer en collision ou même être éjectées.

La découverte des « Jupiter chauds » et les succès du modèle de Nice pour décrire l’évolution du Système solaire nous ont enseigné un point capital : les migrations de planètes sont probablement la règle au tout début de l’histoire des jeunes systèmes planétaires. Dimitri Veras, un astrophysicien de l’université de Warwick, au Royaume-Uni, s’est intéressé aux migrations à venir, quand le Soleil commencera à mourir, c’est-à-dire, plus précisément, quand il quittera la « séquence principale » pour devenir une géante rouge.

Cette question n’est pas nouvelle mais ce chercheur a cette fois tenu compte de l’influence de la neuvième planète du Système solaire dont on soupçonne maintenant l’existence. Il semble qu’elle soit déjà responsable de l’étrange inclinaison des plans des orbites des autres planètes du Système solaire. D’après l’article qu’a déposé sur arXiv Dimitri Veras, elle pourrait conduire à l’éjection d’au moins une des géantes gazeuses du Système solaire, qu’elle devrait de toute façon plonger dans le chaos.

Selon le scénario de l’évolution stellaire, le rayon du Soleil sera multiplié par 230 et sa luminosité par 4.000 dans environ 6,5 milliards d’années quand il deviendra une géante rouge. Il devrait rester dans cet état durant environ 800 millions d’années avant d’atteindre le stade de naine blanche. Sa densité sera telle que sa taille sera alors comparable à celle de la Terre.

La fin du Système solaire et du Soleil

Avant de devenir ce cadavre stellaire, le Soleil aura avalé Mercure, Vénus et probablement la Terre. Mars devrait survivre mais les corps célestes de la ceinture d’astéroïdes seront fortement perturbés. En revanche, les géantes gazeuse devraient se contenter de migrer gentiment avec des rayons orbitaux multipliés par un facteur deux en réponse aux modifications du champ de gravité du Soleil. En plus d’être devenu une géante rouge, il aura en effet perdu au moins la moitié de sa masse sous forme de vents solaires puissants.

D’après les calculs de Dimitri Veras, si la neuvième planète existe bien et qu’elle est suffisamment massive (au moins une superterre), il existe des combinaisons de masses et de distances au Soleil qui conduisent à des instabilités des orbites des autres géantes, en particulier Uranus et Neptune. Ces perturbations conduiraient probablement à des collisions entre les planètes, voire avec le Soleil quand il ne sera plus qu’une naine blanche.

Selon l’astrophysicien, ce scénario pourrait être représentatif de l’évolution des autres systèmes planétaires de la Voie lactée. En effet, l’analyse de la composition des atmosphères des naines blanches a révélé que beaucoup d’entre elles contenaient des taux anormalement élevés de certains éléments dont la présence ne peut s’expliquer que par l’accrétion de grandes quantités de matière issues d’astéroïdes et même de collisions planétaires.

Sources

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