Dernière recherche de Planet Nine Falls Short

Les astronomes ont des raisons de croire qu'un objet massif attend d'être découvert dans les confins du système solaire - la soi-disant planète neuf. Une recherche récente de cette planète proposée a produit un résultat nul, mais l'affaire est loin d'être close.

Planet Nine, si elle est là-bas, fait un travail remarquable pour rester invisible. Une équipe de chercheurs dirigée par Sigurd Naess, chercheur à l'Institut d'astrophysique théorique de l'Université d'Oslo en Norvège, a été la dernière à tenter de le repérer, à l'aide du télescope Atacama Cosmology au Chili. "Aucune détection significative n'a été trouvée", écrivent-ils dans leur nouveau papier , publié dans The Astrophysical Journal.

Qu'une neuvième planète existe dans notre système solaire est un signe distinct possibilité , comme l'ont soutenu les scientifiques Konstantin Batygin et Michael Brown en 2016. Les astronomes ont une idée de sa présence en raison des mouvements particuliers des objets dans la lointaine ceinture de Kuiper. À ce jour, plus de 30 de ces objets ont été identifiés, chacun présentant des orbites exagérées et inclinées ainsi qu'un comportement de regroupement.

Pour expliquer cela, les scientifiques ont invoqué la présence d'un objet plutôt grand - la planète Nine proposée. Mais pour que cela fonctionne, la planète doit être raisonnablement grande et lourde. Les astronomes estiment que la planète fait entre cinq et dix fois la taille de la Terre et se situe entre 200 et 800 ua (entre 18,6 et 74,5 milliards de milles) du Soleil. Des objets de grande taille, ou du moins de grande taille, existent dans la région au-delà de Neptune - des objets comme Pluton, Eris, Haumea et Makemake - donc l'idée n'est pas totalement banale.

Il peut sembler que nous aurions dû repérer quelque chose d'aussi gros il y a longtemps, mais notre échec à détecter l'objet n'est pas tout à fait surprenant, compte tenu des distances impliquées et de la nature sombre probable de la planète. S'il est là-bas, Planet Nine reflète très peu la lumière du soleil et émet de faibles quantités de rayonnement. Dans les relevés précédents, les astronomes échoué pour le détecter avec l'explorateur infrarouge à champ large, conduisant à des théories rivales qui tentent d'expliquer les anomalies de la ceinture de Kuiper, comme un trou noir de la taille d'une boule de bowling dans le nuage d'Oort ou un énorme anneau de débris dans le système solaire externe.

Pour la dernière recherche, l'équipe a utilisé le télescope Atacama Cosmology, qui scanne l'espace à des longueurs d'onde millimétriques. L'ACT est principalement utilisé pour étudier le rayonnement de fond cosmique des micro-ondes produit par le Big Bang, mais la sensibilité du télescope se prête à ce type de recherche d'aiguille dans une botte de foin. Arthur Kosowsky, astronome à l'Université de Pittsburgh et co-auteur de l'étude, a déclaré que l'ACT était à la hauteur de la tâche en raison de deux caractéristiques uniques.

"Nous avons une sensibilité suffisante au rayonnement micro-ondes pour éventuellement détecter l'émission thermique de Planet Nine, et nous avons observé une large bande du ciel où Planet Nine pourrait être située", a-t-il expliqué dans un e-mail. "ACT est la seule expérience actuelle qui répond à ces deux critères."

L'équipe a pris des observations à 98 GHz, 150 GHz et 229 GHz alors qu'elle recherchait un objet à des distances comprises entre 300 et 2 000 ua (1 ua est la distance moyenne de la Terre au Soleil). Pour un objet cinq fois plus gros que la Terre, les scientifiques s'attendaient à voir quelque chose entre 325 et 625 ua, et pour des objets 10 fois plus gros que la Terre, ils s'attendaient à voir quelque chose entre 425 et 775 ua.

Les astronomes ont scanné 87% du ciel accessible depuis l'hémisphère sud, recueillant des données de 2013 à 2019. Diverses techniques ont été utilisées pour traiter les données, y compris un "binning and stacking" informatique, une méthode qui "pourrait découvrir des sources faibles mais au au détriment de la perte d'informations de position », selon un communiqué de presse du Centre d'astrophysique | Harvard & Smithsonian.

Personne ne sait où se trouve Planet Nine dans le ciel, si elle est vraiment là, mais elle doit résider dans certaines plages pour expliquer son influence gravitationnelle. Dans le même temps, la planète hypothétique se déplace, et dans des directions possibles spécifiques.

"Comme nous ne savons pas quelle position ou direction du mouvement, nous avons effectué une recherche informatique sur les 100 millions de possibilités", a déclaré Kosowsky. "Pour chacune de ces possibilités, nous avons fait la moyenne de toutes les données que nous avons collectées le long d'un chemin spécifique pour voir si nous pouvons sélectionner une source faible se déplaçant le long de ce chemin."

Naess et ses collègues ont trouvé quelques voies prometteuses, mais cela a eu un hic. En faisant cela 100 millions de fois, "vous êtes obligé de trouver des chemins qui ressemblent à un objet, mais en réalité, cela est simplement dû au bruit aléatoire dans les données", a expliqué Kosowsky.

Comme l'écrivent les astronomes, leur analyse a produit environ 38 000 "candidats bruts", dont environ 3 500 pourraient être classés comme quelque chose se rapprochant de Planet Nine. Peut-être décourageant, "aucun" de ces signaux candidats "n'a pu être confirmé" et "il n'y a eu aucune détection statistiquement significative", a déclaré le communiqué du Center for Astrophysics. L'équipe est convaincue à 95 % que la nouvelle enquête exclut un objet du système solaire à l'intérieur de la zone étudiée avec les propriétés de recherche indiquées.

Pourtant, l'équipe a répertorié les 10 signaux candidats les plus puissants pour d'éventuels suivis. Mais même alors, "nos 10 signaux moyens les plus brillants ressemblaient exactement à ce que nous attendions d'un bruit aléatoire", a déclaré Kosowsky.

Cette dernière enquête peut difficilement être qualifiée d'exhaustive, car la recherche élimine environ 17% du total des orbites possibles sur lesquelles Planet Nine pourrait se déplacer s'il s'agit d'un objet de masse 5-Terre, et 9% des orbites possibles pour une planète avec 10 Masses terrestres. "Il y a encore beaucoup d'endroits où Planet Nine peut se cacher", a ajouté Kosowsky.

Avec de nouveaux télescopes sur le point d'être mis en ligne dans un proche avenir, y compris le Vera Rubin Oobservatoire au Chili, les astronomes peuvent enfin avoir les outils nécessaires pour détecter quelque chose d'aussi faible et distant. La vérité à propos de Planet Nine ne peut se cacher que si longtemps.

"Je suis convaincu que si Planet Nine est là-bas, les astronomes avec de nouveaux télescopes l'attraperont au cours des cinq prochaines années", a déclaré Kosowsky.

Suite: L'insaisissable «planète neuf» est-elle en fait un énorme anneau de débris dans le système solaire externe?