Une étude récemment publiée indique qu'un objet de la taille d'une planète, potentiellement huit fois la masse de Jupiter, pourrait avoir influencé de manière significative les orbites des planètes extérieures de notre système solaire. Cette découverte éclaire les caractéristiques orbitales inhabituelles observées chez ces planètes.
Depuis des années, la formation des planètes du système solaire est un sujet de débat parmi les astronomes. Bien que de nombreuses théories proposent que les planètes devraient orbiter autour du soleil en cercles concentriques sur un seul plan, aucune des huit planètes, y compris la Terre, n'affiche des orbites parfaitement circulaires. De plus, leurs orbites ne s'alignent pas parfaitement les unes avec les autres.
Renu Malhotra, scientifique planétaire à l'Université de l'Arizona et co-auteur de l'étude, a noté que les orbites des quatre grandes planètes extérieures — Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune — montrent de légères déviations par rapport aux conditions idéales. Des recherches antérieures ont eu du mal à expliquer ces écarts, car les interactions entre les planètes à elles seules ne rendent pas compte des caractéristiques orbitales observées.
Pour explorer cette question, Malhotra et son équipe ont envisagé la possibilité qu'un objet de la taille d'une étoile ait traversé le système solaire il y a environ quatre milliards d'années, modifiant les orbites des grandes planètes. Ils ont mené 50 000 simulations sur 20 millions d'années, en variant des paramètres tels que la masse et la vitesse de l'objet hypothétique.
Bien que la plupart des simulations n'aient pas reproduit les conditions actuelles, environ 1 % d'entre elles ont abouti à des configurations orbitales similaires à celles observées aujourd'hui. Les simulations ont révélé qu'un objet passant, allant de deux à 50 fois la masse de Jupiter, aurait pu influencer de manière significative les orbites des grandes planètes.
La simulation la plus réussie impliquait un objet d'une masse huit fois celle de Jupiter, qui s'est approché à 1,69 unités astronomiques (UA) du soleil. Cette distance est légèrement supérieure à l'orbite actuelle de Mars, qui est à 1,5 UA.
Les résultats suggèrent qu'une seule rencontre rapprochée avec un objet substellaire aurait pu suffire à remodeler les trajectoires des grandes planètes. Étant donné la prévalence de tels corps substellaires dans l'univers, les rencontres avec eux pourraient se produire plus fréquemment que précédemment pensé.