« Et si la Planète Neuf était un trou noir ? »

L’hypothèse selon laquelle la fameuse neuvième planète de notre Système solaire serait en fait un trou noir primordial pourrait être vérifiée grâce à l’un des télescopes les plus attendus au monde, l’Observatoire Vera-C.-Rubin. Deux chercheurs affirment pouvoir s’appuyer sur de minuscules indices lumineux pour détecter sa présence.

Ceux qui la traquent la surnomment Phattie, Jehosphat ou encore George. Le grand public, lui, la connaît surtout sous le nom de Planète Neuf. Planète Neuf, comme la neuvième planète, pour le moment hypothétique, de notre Système solaire. C’est en 2014 que son existence a été suggérée pour la première fois par des astronomes de la Carnegie Institution of Science à Pasadena, en Californie, et de l’Observatoire Gemini à Hawaï.

Deux ans plus tard, alors qu’ils souhaitaient au départ infirmer l’hypothèse avancée par les chercheurs de la Carnegie, Konstantin Batygin et Mike Brown de l’Institut de technologie de Californie (Caltech) font une annonce fracassante dans The Astronomical Journal : dans l’article intitulé « Evidence for a distant giant planet in the Solar system », ils affirment que seule la présence d’une planète géante lointaine et inconnue peut expliquer le comportement étrange de certains petits corps glacés de la ceinture de Kuiper, une zone en forme d’anneau qui s’étend aux confins du Système solaire, au-delà de l’orbite de Neptune.

Géante de glace, anneau de corps célestes ou minuscule trou noir ?

Sans doute gazeuse et gelée, la planète qu’ils décrivent aurait une masse de 5 à 15 fois celle de la Terre et serait sur une orbite 20 fois plus éloignée que celle de Neptune, et donc bien au-delà de l’orbite de Pluton. Il lui faudrait ainsi entre 10.000 à 20.000 ans pour effectuer une rotation complète autour de notre étoile. Toujours dans l’hypothèse où cette géante de glace existe, elle pourrait avoir été capturée par le Soleil ou bien s’être formée à l’aube de l’histoire de notre Système solaire avant d’avoir été éjectée par d’autres planètes massives.

Si ce scénario est considéré comme solide, il doit néanmoins cohabiter avec d’autres qui, disons-le, sont un peu moins exaltants que la présence d’une planète inconnue tapie dans l’ombre à seulement quelques milliards de kilomètres de nous. En 2018, deux astrophysiciens de l’Université du Colorado à Boulder démontrent qu’un gigantesque anneau formé de corps célestes, situé au-delà de la ceinture de Kuiper, pourrait lui aussi être à l’origine de ces fameuses anomalies orbitales. Entrés en collision les uns avec les autres, certains des objets qu’il contiendrait auraient été éjectés puis déviés sur des orbites curieuses par la gravité globale de l’anneau lui-même. D’autres avancent aussi la possibilité qu’il pourrait s’agir d’un phénomène dont on ignore encore la nature.

Une dernière théorie, avancée en septembre 2019 par Jakub Scholtz et James Unwin, respectivement affiliés à l’Université de Durham, au Royaume-Uni, et à celles de Chicago et Berkeley, a tout de même son potentiel de séduction. Pour ces deux astrophysiciens, il se pourrait que cette neuvième planète soit en réalité un trou noir primordial. Nous vous en parlions à l’époque de la publication de l’étude sur le serveur ArXiv (voir la vidéo ci-dessous). Selon leurs calculs, ce trou noir ne ferait qu’une dizaine de centimètres de diamètre, et aurait donc la taille… d’un pamplemousse. Un pamplemousse de dix fois la masse de la Terre, donc.

Détecter des éruptions d’accrétion

Mais alors comment vérifier la validité de cette hypothèse lorsque l’on sait que repérer une éventuelle neuvième planète bien plus grosse que la nôtre serait déjà un challenge ? Celle-ci émettant très peu de lumière et se déplaçant lentement, il ne serait pas étonnant que personne n’ait pu à ce jour la détecter depuis la Terre. En sachant qu’un trou noir, même massif, absorbe toute lumière, retrouver la trace d’un minuscule vortex paraît alors franchement impossible !

Qu’est qu’un trou noir primordial ?

Ce sont les plus petits trous noirs connus, d’une taille et d’une masse bien inférieures à celles des trous noirs stellaires et évidemment, des trous noirs supermassifs présents au centre de la majorité des grandes galaxies. Encore hypothétiques, les trous noirs primordiaux résulteraient d’un simple effondrement gravitationnel dans une région extrêmement dense de l’Univers primitif, selon la façon dont s’est répartie la matière dans les premiers instants suivants le Big Bang.

Pas si l’on croit en l’efficacité de la méthode avancée par Abraham Loeb, émérite professeur à Harvard, et son étudiant de premier cycle Amir Siraj. Détaillé dans un article en prépublication (accepté par l’Astrophysical Journal Letters), leur « plan » s’appuie sur la capacité du futur LSST (Large Synoptic Survey Telescope), renommé Observatoire Vera-C.-Rubin, à observer les éventuelles éruptions d’accrétion de ce mini trou-noir, indétectable pour n’importe quel autre engin actuel. En somme, Loeb et Siraj proposent de s’appuyer sur les fugaces émissions de lumière produites lorsque le trou noir engloutit des comètes dont la matière se trouve chauffée et détruite. Et pour les deux scientifiques, ces petites goinfreries ne seraient pas rares.

Le LSST, qui devrait effectuer de premières observations courant 2020 (à moins que la crise sanitaire ne vienne là encore bousculer le calendrier), sera l’un des télescopes les plus puissants au monde une fois mis en service. Perché sur la montagne du Cerro Pachón, dans les Andes chiliennes, il sera doté d’un miroir de 8,4 mètres de diamètre et réalisera un relevé de l’Univers sur dix ans, dans le cadre du Legacy Survey of Space and Time. À la clé, la carte la plus complète jamais obtenue du ciel de l’hémisphère austral.

Il faudra donc attendre encore quelques années pour connaître peut-être enfin la vraie nature de cette Planète Neuf.

Sources

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