Des études récentes indiquent que des influences gravitationnelles d'un objet externe pourraient avoir considérablement modifié les orbites des planètes de notre système solaire. Cette recherche, menée par des astrophysiciens de l'Université de Toronto et de l'Université de l'Arizona, a été publiée sur un serveur de préimpression de l'Université Cornell.
Le système solaire, existant depuis environ 4,6 milliards d'années, présente des orbites planétaires qui ne sont pas alignées dans un seul plan, suggérant un passé dynamique. L'étude souligne que les planètes se sont initialement formées dans des orbites parfaitement circulaires alignées avec l'équateur solaire, mais des facteurs externes ont depuis perturbé cet agencement.
Traditionnellement, la dynamique du mouvement planétaire a été attribuée à des processus internes, le modèle de Nice étant largement accepté pour expliquer les interactions gravitationnelles au sein du système. Cependant, les auteurs soutiennent que les modèles existants ne parviennent pas à expliquer pleinement la configuration actuelle du système solaire.
Des théories précédentes proposaient qu'un champ gravitationnel d'une étoile voisine pourrait avoir déstabilisé le système. La nouvelle recherche explore la possibilité qu'un objet massif, tel qu'une planète ou un nain brun, ait traversé le système solaire. Les nains bruns sont des objets substellaires ayant des masses comprises entre 13 et 80 fois celle de Jupiter.
Les simulations suggèrent qu'un objet ayant une masse comprise entre deux et 50 fois celle de Jupiter aurait pu s'approcher du Soleil sur une trajectoire hyperbolique, à moins de 20 unités astronomiques (UA). Pour contexte, Uranus se trouve actuellement à environ 19 UA du Soleil.
Le scénario le plus probable implique une planète d'une masse d'environ huit fois celle de Jupiter s'approchant à 1,69 UA du Soleil, légèrement plus loin que la position actuelle de Mars. Cette hypothèse gagne en crédibilité grâce à des découvertes récentes, notamment l'astéroïde interstellaire 'Oumuamua' et la comète Borisov, ainsi que l'identification de planètes orphelines non liées gravitationnellement à une étoile.