La région la plus éloignée de notre système solaire, une sphère de débris sombres et glacés au-delà de Neptune, est trop encombrée. Tout ce truc là-bas, hors de la portée de l’ancien disque de gaz et de poussière qui a formé les planètes, ne correspond pas aux modèles scientifiques de la formation du système solaire. Maintenant, deux chercheurs ont proposé une nouvelle vision de ce mystère lointain: notre soleil a un jumeau perdu depuis longtemps. Et les deux étoiles ont passé leur enfance à collecter les débris qui passaient de l’espace interstellaire, encombrant les confins du système solaire.
Nous ne pouvons pas voir ce jumeau. Où qu’il soit – s’il a jamais existé – il s’est détaché de son orbite avec notre soleil il y a des siècles. Les deux étoiles auraient bien fait le tour de la Voie lactée plus d’une douzaine de fois depuis lors, et auraient pu se retrouver dans des régions totalement différentes de l’espace. Mais un enregistrement de l’influence de ce jumeau perdu sur notre système solaire peut rester dans notre nuage d’Oort – un quartier mystérieux de comètes et de roches spatiales aux limites extérieures de l’influence de notre soleil.
Le nuage d’Oort est un endroit étrange. Contrairement aux planètes et aux astéroïdes du système solaire interne, qui reposent sur un seul disque plat autour du soleil, il forme une sphère creuse de débris encerclant le système solaire dans toutes les directions. Comparés aux planètes intérieures, ces dériveurs éloignés ne ressentent que très peu de la gravité, et pourraient facilement être poussés hors de leurs orbites et dans l’espace interstellaire. Les objets les plus éloignés de cette sphère sont à peine liés à notre soleil, dérivant le long de 100 000 fois plus loin du soleil que Terre.
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“C’est en fait à mi-chemin de l’étoile la plus proche, Alpha Centauri”, a déclaré le co-auteur de l’étude Avi Loeb, un astrophysicien de Harvard. “Si Alpha Centauri a aussi un nuage d’Oort, si toutes les étoiles ont des nuages d’Oort, alors elles se touchent toutes comme des boules de billard et l’espace en est rempli.”
Notre nuage d’Oort est moins encombré d’objets volumineux que le système solaire interne. Survolez-le dans un vaisseau spatial et il est peu probable que vous rencontriez quoi que ce soit. Mais il héberge toujours beaucoup plus de choses qu’il ne le devrait, a déclaré Loeb. Environ 100 milliards d’objets individuels, pour la plupart des morceaux de roche et de glace, résident probablement dans le nuage. Nous ne pouvons pas les voir directement, mais il y a beaucoup de preuves pour eux: les comètes qui plongent dans le système solaire interne à partir du nuage d’Oort à intervalles réguliers.
Il existe des preuves de choses encore plus importantes dans le cloud Oort. Depuis quelques années maintenant, les scientifiques qui examinent les objets connus au-delà de l’amas de Neptune ont suggéré qu’il pourrait y avoir une planète inconnue là-bas les tirant vers la formation. Cette planète 9 serait jusqu’à 10 fois plus lourde que la Terre, même si elle n’a pas encore été vue. Toute cette masse bien au-delà de Neptune pose des problèmes aux astronomes, a déclaré Loeb. Il en va de même pour le fait que le nuage d’Oort forme une sphère, alors que toutes les planètes et astéroïdes du système solaire interne semblent s’être formés à partir d’un disque plat de poussière et de gaz.
“La question est: comment est-il arrivé à exister?” Loeb a déclaré à Live Science. “L’opinion populaire est qu’ils ont peut-être été dispersés à partir du disque qui a fait les planètes.”
Il y a des objets dans le nuage qui proviennent clairement du système solaire interne, a déclaré Loeb. Mais les grands objets de cet épais “disque dispersé” ne représentent qu’une fraction – environ 1 / 50ème – du nombre total de grands objets en orbite au-delà de Neptune. Et les simulations de la formation des nuages d’Oort qui ont tous les objets provenant du système solaire interne suggèrent qu’il devrait avoir entre un tiers et un dixième du nombre de grands objets qu’il semble contenir.
“Vous ne pouvez pas facilement expliquer le grand nombre d’objets du nuage Oort de cette façon”, a déclaré Loeb.
Et si vous supposez qu’il y a une grande planète en orbite là-bas, le nuage d’Oort encombré devient encore plus difficile à expliquer.
Dans ce cas, avec son collaborateur fréquent, Amir Siraj, étudiant de premier cycle à Harvard, Loeb a suggéré que le soleil aurait pu travailler avec un jumeau perdu pour capturer des objets qui passaient depuis l’espace lointain.
La théorie est la suivante: les astronomes conviennent déjà que le soleil, comme la plupart des étoiles, s’est probablement formé dans un amas serré avec de nombreuses autres étoiles dans une poche galactique de poussière et de gaz. Cette pépinière stellaire était probablement pleine d’objets voyous – des comètes interstellaires et peut-être des choses plus lourdes comme des planètes. Mais à elle seule, la gravité du soleil n’était probablement pas assez forte pour attirer autant de ces objets sur les orbites d’Oort.
Mais que se passerait-il si le soleil et une autre étoile tournaient autour l’un de l’autre? Jetez ce compagnon binaire dans le mélange et le calcul change. En supposant que les deux étoiles avaient à peu près la même taille et étaient en orbite l’une autour de l’autre à 1000 fois la distance entre la Terre et le soleil (environ 1,5% d’une année-lumière), leur gravité collective aurait pu accrocher des morceaux de roche et de glace du milieu interstellaire. . Au moment où le soleil et son jumeau se sont séparés – leurs orbites probablement brisées par une rencontre rapprochée avec une troisième étoile – chacun aurait été enveloppé dans un nuage d’Oort beaucoup plus épais que ce que le soleil et son jumeau auraient capturé seuls.
Il y a quelques bonnes choses à propos de cette théorie, a déclaré Loeb. Il explique parfaitement non seulement le nombre d’objets dans le nuage d’Oort, mais sa forme. Des objets accrochés au hasard depuis l’espace lointain auraient formé une sphère autour du soleil comme nous le voyons, pas un disque.
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«Ce qui est beau, c’est que nous pouvons le tester», a-t-il déclaré.
Si Loeb et Siraj ont raison, les astronomes ont probablement sous-estimé le nombre d’objets vraiment énormes dans le nuage d’Oort. Avec un compagnon binaire, le soleil aurait dû capturer non seulement la planète 9 encore hypothétique de son amas de naissance, mais de nombreuses planètes naines – des objets comme Cérès et Pluton du système solaire intérieur – qui serait toujours en orbite dans cette partie lointaine de l’espace.
À l’heure actuelle, il n’y a aucune preuve de ces planètes naines. Mais le nuage d’Oort sombre et éloigné est encore si mal compris que leur absence dans les données n’est pas surprenante, a déclaré Loeb.
Et le grand télescope de levé synoptique (LSST), qui doit être achevé au Chili en 2021, analysera le ciel avec des détails sans précédent à la recherche de ces types d’objets sombres et lointains, a déclaré Loeb. Si le premier long scan de l’espace du LSST révèle la planète 9 et une grande population de planètes naines supplémentaires dans le nuage d’Oort, cela suggérera fortement que notre système solaire avait autrefois un jumeau, a-t-il déclaré.
Partout où ce jumeau stellaire s’est retrouvé, s’il existait, nous ne le retrouverons plus jamais, a déclaré Loeb. Tout dans la Voie lactée a été remué trop souvent depuis la dissolution de l’amas de naissance original de notre soleil, il y a 4,5 milliards d’années. Mais on peut imaginer à quoi cela aurait ressemblé: pas un deuxième soleil, car même lorsque les étoiles étaient jumelées, elles étaient encore éloignées les unes des autres. Au lieu de cela, cela aurait pu sembler une planète trop brillante, se déplaçant très lentement dans le ciel.
Publié à l’origine sur Live Science.
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