Astronomie

La planète neuf pourrait-elle être beaucoup plus petite qu'on ne le pensait auparavant ?

La planète neuf pourrait-elle être beaucoup plus petite qu'on ne le pensait auparavant ?

En 2016, les astronomes de Caltech ont commencé à tester une hypothèse Planet Nine pour expliquer les orbites excentriques et inclinées de planètes naines lointaines telles que Sedna, 2015 TG387, Niku et 2012 VP113. L'hypothèse stipulait que ces objets étaient guidés par une planète géante de glace non découverte appelée "Planète 9" environ 3,5 fois plus grande et 10 fois la masse de la Terre.

Récemment, une hypothèse alternative a fait surface suggérant que l'objet Planet Nine n'existe pas et que les orbites desdites planètes naines sont tirées par la masse collective d'autres objets à faible excentricité. Mais cette hypothèse a aussi ses inconvénients. La masse combinée de l'ensemble de la ceinture de Kuiper de planètes naines et d'astéroïdes est positivement faible par rapport à la masse de la planète neuf, elle ne serait donc pas en mesure d'affecter des planètes naines comme Sedna.

Mais cela pourrait-il être dans les deux sens ? La majorité de ces plutoïdes à haute excentricité sont soupçonnés d'être dans le nuage d'Oort interne, un anneau théorisé de comètes et peut-être de planètes mineures à la périphérie du système solaire. La masse combinée du nuage d'Oort interne (ou nuage de Hills) serait d'environ 2,37 masses terrestres si une estimation de 5 masses terrestres est prise pour l'ensemble du nuage d'Oort. Si la planète 9 théorisée n'était qu'environ 7,63 fois la masse de la Terre, l'attraction gravitationnelle de celle-ci et du nuage de Hills combinées suffirait à modifier les orbites des objets de type Sedna.

Cette hypothèse a plus ou moins fonctionné dans une simulation Universe Sandbox 2 que j'ai exécutée pour tester la théorie, mais serait-elle réellement vraie, étant donné que le nuage d'Oort intérieur s'étend bien au-delà de l'orbite de Sedna ?


Ça pourrait. Comme publié par les auteurs originaux sur leurs pages de blog findplanetnine.com, il pourrait s'agir d'environ 5 masses terrestres

https://arxiv.org/abs/1902.10103 et la réponse à ce fil


La planète neuf sera probablement découverte d'ici une décennie

Planète neuf sera probablement détectée d'ici une dizaine d'années, si le monde putatif existe bel et bien, suggère une nouvelle étude.

Il y a trois ans, les astronomes de Caltech Konstantin Batygin et Mike Brown ont estimé que l'hypothèse de la planète neuf - également connue sous le nom de planète X, Giant Planet Five ou Planet Next - est peut-être 10 fois plus massive que la Terre et tourne autour du soleil à une distance moyenne de 600 unités astronomiques (UA). (Une UA est la distance Terre-Soleil - environ 93 millions de miles, ou 150 millions de kilomètres.)

Mais dans un nouvel article de synthèse détaillé et long, Batygin, Brown et deux autres chercheurs ont déterminé que la planète putative est probablement plus petite et moins éloignée que cela.

Les preuves observationnelles et les travaux de modélisation informatique indiquent que 10 masses terrestres sont une limite supérieure pour Planet Nine, selon la nouvelle étude. En effet, 5 masses terrestres et une distance orbitale moyenne de 400 à 500 UA sont probablement plus proches des marques réelles, ont découvert les scientifiques.

Et cela signifie que Planet Nine est probablement plus facile à repérer que les scientifiques ne l'avaient soupçonné.

"Peut-être de manière contre-intuitive, l'augmentation de la luminosité due à une distance héliocentrique plus petite compense largement la diminution de la luminosité due à un rayon physique légèrement diminué, suggérant que Planet Nine est plus facilement détectable par les relevés optiques conventionnels qu'on ne le pensait auparavant", a déclaré Batygin et ses collègues ont écrit dans le journal. L'étude a été publiée en ligne ce mois-ci dans la revue Rapports de physique. Vous pouvez le lire gratuitement sur le site de pré-impression en ligne arXiv.org.

En effet, le projet Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS) à Hawaï pourrait espionner Planet Nine n'importe quel jour maintenant. Et même si le monde hypothétique est du côté plus faible et plus éloigné, il sera probablement toujours détectable par le Large Synoptic Survey Telescope, qui devrait être mis en ligne au Chili au début des années 2020, ont déclaré les chercheurs.

"Par conséquent, Planet Nine - si elle existe comme décrit ici - est susceptible d'être découverte d'ici une décennie", ont-ils écrit dans l'étude.

L'article récemment publié résume également les arguments en faveur de l'existence de Planet Nine, en organisant les observations disponibles en quatre principales sources de preuves. Tous les quatre traitent des particularités des orbites de petits objets dans les déchets glacials au-delà de l'orbite de Neptune.

De telles particularités s'expliquent le mieux par l'existence d'un grand « perturbateur » distant, dont la gravité a guidé les objets sur leurs trajectoires actuelles, ont écrit les chercheurs. (L'ampleur de cet effet de sculpture est déterminée à la fois par la masse du perturbateur et la distance au soleil. Ainsi, une planète neuf plus petite que prévu devrait être plus proche du soleil pour produire les résultats observés.)

"Bien que cette analyse ne dise rien directement sur la présence ou non de Planet Nine, elle indique que l'hypothèse repose sur une base solide", a déclaré Brown. dit dans un communiqué.

Cette fondation est, en effet, très solide, a déclaré Batygin. Dans une conversation avec Space.com l'automne dernier, il a évalué la probabilité de l'existence du monde à "plus de 90 pour cent". Un autre acteur clé de la chasse Planet Nine, Scott Sheppard de la Carnegie Institution for Science, est également haussier, mettant les chances de 80 à 90 pour cent.

Il peut sembler étrange qu'un objet considérablement plus gros que la Terre puisse rester caché dans notre propre système solaire pendant si longtemps. Mais le voisinage de Planet Nine est extrêmement éloigné pour la perspective, Pluton orbite autour du soleil à une distance moyenne de seulement 39,5 UA. Ainsi, Planet Nine est susceptible d'être assez faible et sa trajectoire orbitale est énorme, ce qui signifie que les astronomes ont beaucoup de terrain céleste à rechercher.


Depuis cette époque, les astronomes explorent la possibilité d'une neuvième planète, une planète un peu plus éloignée. L'existence de cette neuvième planète a été suggérée il y a deux ans, et elle est postulée comme étant environ 400 fois la taille de la Terre, et beaucoup pensent que la planète neuf sera visible via des télescopes dans les 10 à 15 prochaines années.

Planet Nine pourrait être plus proche de nous que nous ne le pensions autrefois


ARTICLES LIÉS

"Le LSST a un large champ de vision, couvrant tout le ciel encore et encore et recherchant des éruptions transitoires", a déclaré Loeb.

Ce qui rend LSST différent, c'est qu'il peut voir tout le ciel à la fois, ce qui est utile lorsque vous ne savez pas exactement où regarder - comme c'est le cas avec Planet Nine.

« La capacité du LSST à étudier le ciel deux fois par semaine est extrêmement précieuse. De plus, sa profondeur sans précédent permettra la détection de fusées éclairantes résultant d'impacteurs relativement petits, qui sont plus fréquents que les grands », a déclaré Siraj.

Le nouvel article se concentre sur la célèbre planète neuf en tant que premier candidat de choix pour la détection – car elle pourrait être n'importe où dans un très grand ciel.

Cette «planète», parfois appelée planète X ou planète suivante par des personnes qui voient encore Pluton comme une planète à part entière, fait l'objet de spéculations depuis des années.

De nombreuses théories suggèrent que Planet Nine est une planète auparavant non détectée, mais elle peut également signaler l'existence d'un trou noir de masse planétaire.

«La planète neuf est une explication convaincante du regroupement observé de certains objets au-delà de l'orbite de Neptune, a déclaré Siraj.

"Si l'existence de la planète neuf est confirmée par une recherche électromagnétique directe, ce sera la première détection d'une nouvelle planète dans le système solaire en deux siècles".

"Planet Nine", un objet céleste jusqu'à 10 fois plus gros que la Terre, pourrait en fait être un trou noir de la taille d'un pamplemousse - et un nouveau télescope pourrait aider à le détecter. Impressions d'artistes

C'est si vous ne comptez pas Pluton ou d'autres gros astéroïdes et planètes naines.

Il a dit que s'ils ne détectaient pas la lumière de la planète neuf dans le cadre de leur recherche, cela augmenterait la probabilité qu'il s'agisse d'un trou noir.

"Il y a eu beaucoup de spéculations concernant des explications alternatives pour les orbites anormales observées dans le système solaire externe", a déclaré Siraj.

"L'une des idées avancées était la possibilité que Planet Nine puisse être un trou noir de la taille d'un pamplemousse avec une masse de cinq à dix fois celle de la Terre."

L'accent mis sur Planet Nine est basé à la fois sur l'importance scientifique sans précédent qu'aurait une découverte hypothétique d'un trou noir de masse planétaire dans le système solaire, ainsi que sur l'intérêt continu pour la compréhension de ce qui existe.

« La périphérie du système solaire est notre arrière-cour. Trouver Planet Nine, c'est comme découvrir un cousin vivant dans le hangar derrière votre maison dont vous n'aviez jamais entendu parler », a déclaré Loeb.

« Cela soulève immédiatement des questions : pourquoi est-il là ? Comment a-t-il obtenu ses propriétés ? A-t-il façonné l'histoire du système solaire ? Y en a-t-il plus comme ça ?'

La recherche peut être consultée sur le serveur de préimpression arXiv.

PLANET NINE : LES ORBITES D'OBJETS AU-DELÀ DE NEPTUNE SUGGERENT QU'IL Y A QUELQUE CHOSE DE GRAND

Les astronomes pensent que les orbites d'un certain nombre de corps dans les régions éloignées du système solaire ont été perturbées par l'attraction d'une planète encore non identifiée.

D'abord proposé par un groupe de CalTech aux États-Unis, ce monde extraterrestre a été théorisé pour expliquer les chemins déformés observés dans des corps glacés lointains.

Afin de s'adapter aux données dont ils disposent, ce monde extraterrestre - communément appelé Planet Nine - devrait avoir environ quatre fois la taille de la Terre et dix fois sa masse.

Les chercheurs disent qu'un corps de cette taille et de cette masse expliquerait les chemins regroupés d'un certain nombre de planètes mineures glacées au-delà de Neptune.

D'abord proposé par un groupe de CalTech aux États-Unis, ce monde extraterrestre a été théorisé pour expliquer les chemins déformés observés dans des corps glacés lointains.

Son énorme orbite signifierait qu'il faudrait entre 10 000 et 20 000 ans pour faire un seul passage autour du soleil.

La planète Nine théorique est basée sur l'attraction gravitationnelle qu'elle exerce sur ces corps, et les astronomes sont convaincus qu'elle sera trouvée dans les années à venir.

Ceux qui espèrent des planètes théoriques de la taille de la Terre proposées par des astrologues ou des écrivains de science-fiction – qui se « cachent derrière le soleil » et liées à des scénarios Doomsday – devront peut-être continuer à chercher.


Planète 9, Nibiru et planète X

Selon la mise à jour de Batygin discutée ici, Planet Nine a une orbite plus excentrique (elliptique) qu'on ne le pensait auparavant, donc le couple exercé par Planet Nine sur les orbites planétaires sera désormais plus grand et peut-être que l'obliquité solaire observée sera désormais supérieure à celle calculée précédemment. 1°. Si tel est le cas, alors la cinquième revendication de l'hypothèse Planet Nine 2016, qui a été abandonnée en 2019 et discutée ici, peut maintenant être rétablie !

Pour ceux d'entre vous qui viennent de se connecter, la cinquième affirmation de l'article original de 2016 a été abandonnée parce que « la masse de la planète Neuf est passée de 10 masses terrestres à 5 masses terrestres, et l'excentricité de la planète Neuf est passée de 0,5 à 0,25 du premier article en 2016 au deuxième article en 2019. Avec une masse plus petite et une orbite plus circulaire, le couple calculé de Planet Nine sur les orbites planétaires a fait chuter l'obliquité calculée des 6° observés à seulement 1°, donc Planet Nine n'a pas pu pleinement expliquer l'obliquité solaire observée, et cette affirmation a été abandonnée dans le journal de 2019. »

Édité par Terry White, 02 octobre 2020 - 10:03.

#202 Éponge Blanc

Dans un nouvel article de Khain, Becker et Adams ici, les auteurs étudient les effets des sauts de résonance sur les TNO dans le système Neptune-Planet Nine. De l'abstrait, "Depuis la pose initiale de l'hypothèse, les effets de Planet Nine sur la dynamique du cluster principal de TNO - les objets anti-alignés avec son orbite - ont été bien étudiés. En particulier, des simulations numériques ont révélé un phénomène fascinant, appelé "saut de résonance", dans lequel ces objets passent brusquement entre différentes commensurabilités de mouvement moyen avec Planet Nine. Dans ce travail, nous explorons cet effet plus en détail, dans le but de comprendre quel mécanisme incite les événements de saut à se produire. Ce faisant, nous élucidons le rôle souvent sous-estimé des interactions de diffusion de Neptune, qui conduisent à une diffusion dans les demi-grands axes de ces TNO distants. De plus, nous démontrons que bien que certaines interactions résonantes avec Planet Nine se produisent, les objets anti-alignés sont capables de survivre sans les résonances, confirmant que la dynamique des TNO est principalement entraînée par des interactions séculaires plutôt que résonantes avec Planet Nine. ."

Les commensurabilités de mouvement moyen font référence au fait que les KBO extrêmes et détachés (e-TNO) semblent tous avoir leurs périodes orbitales exprimées comme le rapport des nombres entiers avec la période orbitale de la planète neuf. En 2016, Malhotra, et. al., a proposé cette méthode pour contraindre davantage où Planet Nine était sur son orbite. Cependant, un article ultérieur a montré que cette méthode était infaisable pour une recherche Planet Nine. Le document actuel est cohérent avec ce point de vue.

Édité par Terry White, 12 octobre 2020 - 07:26.

#203 Éponge Blanc

Au cours de ma recherche d'articles scientifiques sur Planet Nine, je suis tombé sur un nouveau livre d'Elsevier intitulé "Le système solaire transneptunien". Dans le chapitre 4, qui se trouve derrière un paywall Elsevier et écrit par Chad Trujillo, il est intitulé « Contraintes d'observation sur une planète géante non découverte dans notre système solaire ». Trujillo explique en détail comment les biais d'observation sont pris en compte dans les relevés du ciel utilisés pour rechercher la planète neuf. Rappelons que dans le post #76, l'équipe de Trujillo et Sheppard sont les deux découvreurs les plus prolifiques d'objets transneptuniens extrêmes (ETNO), également appelés objets détachés de la ceinture de Kuiper. Bref, ces gars savent ce qu'ils font. Les orbites à double cluster de l'ETNO servent de base à deux des quatre preuves d'observation de l'hypothèse de Batygin et de Brown sur la planète neuf. Sans surprise, Trujillo n'est pas d'accord avec les affirmations du groupe OSSOS selon lesquelles le double regroupement des orbites ETNO est dû à un biais d'observation et n'est donc pas réel. Dans un chapitre de 26 pages, il explique soigneusement pourquoi les affirmations des groupes OSSOS concernant le biais d'observation sont absurdes.

Les lignes du bas : « Ainsi, la véritable signification statistique de l'alignement orbital reste difficile à calculer, mais dans la littérature, elle varie de 2 à 4 (c'est-à-dire, une confiance de 95 % à 99,99 %). l'alignement ETNO/IOC mérite plus d'étude. À l'exception de la détection directe de la planète hypothétique elle-même, le meilleur moyen d'améliorer la signification de l'alignement orbital avec certitude est de découvrir des ETNO/IOC plus éloignés. Avec les allocations de temps typiques du télescope, la signification statistique de l'alignement orbital pourrait être élevé au niveau sans équivoque dans les prochaines années avant la première lumière du LSST. Des ETNO/IOC supplémentaires fourniraient également des contraintes dynamiques plus fortes sur l'orbite supposée de la planète. Le LSST fournira certainement une grande quantité d'informations sur l'orbite de la planète. distribution réelle des ETNO/IOC et contraintes sur la planète hypothétique d'autant plus que ses biais d'observation devraient être exceptionnellement bien caractérisés. "

Édité par Terry White, 16 octobre 2020 - 06:34.

#204

Je pense que personne ne sera en désaccord avec l'idée de découvrir plus d'objets au-delà de Neptune ! Plus on est de fous, plus on rit.

#205 Éponge Blanc

Si vous avez accès à une imprimante 3D, vous pouvez créer un joli modèle de toutes les orbites des objets transneptuniens extrêmes avec des périhélies supérieurs > 40 UA et des demi-grands axes > 150 UA, plus Planet Nine (X) ici. Le modèle est basé sur l'évolution de l'hypothèse Planet Nine en février 2019. Merci à Chad Trujillo pour la création du modèle.

#206 Éponge Blanc

Mon fils a accès à une imprimante 3D, et je lui ai demandé d'imprimer un modèle de tous les objets extrêmes de la ceinture de Kuiper ainsi que Planet Nine pour mon cadeau de Noël. Une variante intéressante du modèle serait de changer brièvement les couleurs de l'imprimante lorsque l'imprimante traverse le plan de l'écliptique pour définir les orbites par rapport au plan du système solaire. Restez à l'écoute.

Édité par Terry White, 21 octobre 2020 - 21:23.

#207 Éponge Blanc

Il y a une autre conférence de Mike Brown "Planet Nine From Outer Space" le 11 novembre à 19h00 PST ici, parrainée par Silicon Valley Astronomy Lectures. On ne sait pas encore si rien de nouveau ne sera présenté depuis sa dernière conférence "Planet Nine From Outer Space" pour Astrofísica UC en juillet, qui a été discutée dans le post #173 et dans le post #176.

Édité par Terry White, le 30 octobre 2020 - 17:28.

#208 Lucullus

@Terry White : cela vous dérangerait-il d'essayer de nous expliquer de manière intuitive quelle est la différence entre la résonance de mouvement moyen, l'interaction séculaire et le mécanisme de Lidov-Kozai ? Je pensais que tout cela signifiait la même chose.

#209 Éponge Blanc

La première tentative de mon fils d'imprimer en 3D les objets transneptuniens extrêmes avec des périhélies plus grands > 40 UA et des axes semi-grands > 150 UA, plus Planet Nine comme discuté dans le post # 206. Il s'agit d'une version plus petite avec une page de 8-1/2" x 11" pour l'échelle. Planet Nine est sur le côté droit et a l'orbite d'excentricité inférieure avec la section transversale de plus grand diamètre. La surface imprimée en 3D de la première tentative est normalement très rugueuse, mais la dernière tentative sera poncée en douceur. Les poteaux de support requis pour supporter les orbites plus grandes pendant le processus d'impression 3D ont été supprimés.

Édité par Terry White, 31 octobre 2020 - 10:09.

#210 Éponge Blanc

@Terry White : cela vous dérangerait-il d'essayer de nous expliquer de manière intuitive quelle est la différence entre la résonance de mouvement moyen, l'interaction séculaire et le mécanisme de Lidov-Kozai ? Je pensais que tout cela signifiait la même chose.

Bonne question, je vais travailler sur une réponse.

#211 Éponge Blanc

Un nouvel article ici par les astronomes de Yale Malena Rice et Gregory Laughlin intitulé "Exploring Trans-Neptunian Space with TESS: A Targeted Shift-Stacking Search for Planet Nine and Distant TNOs in the Galactic Plane", décrit comment les astronomes utilisent de nouveaux algorithmes pour post- traiter les données TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) archivées afin d'effectuer une recherche plus approfondie des objets faibles dans le plan galactique, en mettant particulièrement l'accent sur les zones de recherche probables de Planet Nine. Pour tester leurs méthodes, les auteurs ont pu récupérer les détections des trois objets transneptuniens Senda, Caju et 2007 TG422. Les zones de recherche sont indiquées ci-dessous et cette étude a été acceptée par le Planetary Science Journal.

Les auteurs ont extrait une liste de 17 nouvelles détections prometteuses (points verts) qui peuvent être vérifiées avec des observations de suivi utilisant de plus grands télescopes. Ce travail sert de preuve de concept qui jette les bases d'applications à plus grande échelle d'une technique similaire. Vous vous demandez peut-être pourquoi les auteurs divulguent leurs résultats sans avoir effectué de détections de suivi avec de plus grands télescopes. Les principales raisons sont que 17 détections sont un grand nombre de cibles pour un seul groupe à rechercher de manière expéditive et, si ces détections sont réelles, alors le temps presse. De nombreux nouveaux objets du système solaire ne sont détectés qu'une seule fois, pour ne plus jamais être détectés car les tentatives de détection de suivi ont pris trop de temps à s'organiser et/ou l'orbite initiale était trop mal caractérisée. N'oubliez pas qu'une seule détection vous donne un point dans l'espace, pas une trajectoire ou une vitesse. Une fois qu'un temps suffisant s'est écoulé, l'objet en question se sera suffisamment éloigné de sa dernière observation pour que les tentatives ultérieures pour le détecter devront regarder dans des zones de plus en plus grandes du ciel. En rendant public maintenant, les auteurs espèrent augmenter les chances de découvrir si l'une des 17 détections sont des objets réels en faisant appel à des astronomes (amateurs et professionnels) avec du temps libre sur des télescopes de classe mètre ou plus grands. Cet article est également brièvement discuté dans cet article de Scientific American.

Édité par Terry White, 01 novembre 2020 - 17:41.

#212 Éponge Blanc

@Terry White : cela vous dérangerait-il d'essayer de nous expliquer de manière intuitive quelle est la différence entre la résonance de mouvement moyen, l'interaction séculaire et le mécanisme de Lidov-Kozai ? Je pensais que tout cela signifiait la même chose.

Revenons un instant en arrière et examinons le terme générique "résonance orbitale" car je pense qu'il place les termes "résonance de mouvement moyen" et "mécanisme de Lidov-Kozai" dans un meilleur contexte. Je veux aborder "l'interaction laïque" en dernier parce que le terme "laïque" est parfois utilisé de manière incohérente et peut prêter à confusion. Aussi, je veux essayer de rester simple sans entrer dans les mathématiques de la mécanique céleste. En général, une résonance orbitale peut :

1) impliquent un ou n'importe quelle combinaison des paramètres de l'orbite (par exemple, périodes orbitales, excentricité par rapport au demi-grand axe, ou excentricité par rapport à l'inclinaison),

2) agir sur une échelle de temps à court terme, commensurable avec les périodes d'orbite ( ≈ 10 0 → 10 2 ans), à plus long terme ( ≈ 10 4 → 10 6 ans), et

3) conduire soit à une stabilisation à long terme des orbites, soit être à l'origine de leur déstabilisation.

Une résonance de mouvement moyen fait référence à deux corps en orbite autour d'un objet central, plus massif, où le rapport des deux périodes orbitales peut être exprimé sous la forme d'un rapport de deux nombres entiers (généralement petits). Selon les détails sanglants, cela peut stabiliser ou déstabiliser l'orbite. Si les orbites sont stables, la résonance de mouvement moyen est dite « protégée en phase ». Il existe de nombreux exemples, mais le plus connu est la résonance de mouvement moyen Pluton/Neptune. Même si Pluton croise deux fois l'orbite de Neptune, Pluton ne s'approche jamais assez de Neptune pour être expulsé de son orbite, car Neptune est systématiquement ailleurs sur son orbite loin de Pluton aux moments où Pluton croise l'orbite de Neptune. Le rapport de leurs périodes orbitales, T Pluton / T Neptune , est 2/3. On dit que Pluton est protégé en phase de Neptune car il est en résonance de mouvement moyen stable avec Neptune.

Mais une résonance orbitale peut également se produire lorsqu'un objet échange son excentricité contre son inclinaison. Le mécanisme de Lidov-Kozai est un phénomène dynamique affectant l'orbite d'un système binaire (un corps central massif et une particule test sans masse) perturbé par un troisième corps massif distant dans certaines conditions, faisant osciller l'argument du péricentre de la particule test autour d'une constante valeur, qui à son tour conduit à un échange périodique entre son excentricité et son inclinaison (augmentation de l'excentricité tout en diminuant l'inclinaison et vice versa). Cette résonance ne s'applique qu'aux corps sur des orbites fortement inclinées. Par conséquent, de telles orbites ont tendance à être instables car l'excentricité croissante entraînerait de petits péricentres, conduisant généralement à une éjection de la particule de test, ou à une collision de la particule de test avec son compagnon binaire plus grand. Le mécanisme de Lidov-Kozai se produit sur des échelles de temps beaucoup plus longues que les périodes orbitales. Il peut conduire une orbite initialement quasi circulaire à une excentricité arbitrairement élevée et faire basculer une orbite initialement modérément inclinée entre un mouvement prograde et même rétrograde. Dans l'hypothèse Planet Nine, le mécanisme de Lidov-Kozai est invoqué pour expliquer le grand nombre d'objets de la ceinture de Kuiper extrêmement inclinés et extrêmes, et pour expliquer le grand nombre de centaures progrades et rétrogrades très inclinés.

Donc, en résumé, une résonance de mouvement moyen et le mécanisme de Lidov-Kozai sont tous deux des résonances orbitales (phénomènes oscillatoires) mais à des échelles de temps différentes (phénomènes oscillatoires à court terme impliquant des périodes orbitales vs phénomènes oscillatoires à plus long terme impliquant excentricité et inclinaison). En outre, une résonance de mouvement moyen et le mécanisme de Lidov-Kozai impliquent différents types d'objets (deux corps en orbite autour d'un objet central plus massif par rapport à l'orbite d'un système binaire, un corps central massif et une particule test sans masse, perturbés par un troisième corps massif éloigné).

Enfin, nous avons le terme « interaction séculaire ». Les variations séculaires s'opposent aux phénomènes oscillatoires périodiques. En particulier, les éphémérides astronomiques utilisent séculaires pour étiqueter les perturbations les plus durables ou non oscillatoires dans le mouvement des planètes, par opposition aux perturbations périodiques qui se répètent au cours d'une période d'intérêt. Dans ce contexte, il est appelé mouvement séculier. La plupart des perturbations connues du mouvement dans les systèmes dynamiques stables, réguliers et bien déterminés ont tendance à être périodiques à un certain niveau, mais dans les systèmes à plusieurs corps, la dynamique chaotique entraîne certains effets à sens unique (par exemple, la migration planétaire ). L'hypothèse de la planète neuf implique un accompagnement séculaire, à très long terme (≈ 4,5 x 10 9 ans), évolutif et gravitationnel d'objets extrêmes de la ceinture de Kuiper par une 9 e planète massive. J'ai aussi vu le terme "résonance séculaire" utilisé et c'est vraiment un non sequitur. Séculaire ≠ Résonant.


Les exoplanètes bloquées par les marées pourraient être plus courantes qu'on ne le pensait auparavant

Les corps verrouillés par les marées tels que la Terre et la Lune sont en rotation synchrone, chacun prenant autant de temps pour tourner autour de son propre axe que pour tourner autour de son étoile hôte ou de son partenaire gravitationnel. Crédit : NASA

De nombreuses exoplanètes découvertes par les prochains télescopes de grande puissance seront probablement verrouillées par les marées – avec un côté faisant face en permanence à leur étoile hôte – selon une nouvelle recherche de l'astronome Rory Barnes de l'Université de Washington.

Barnes, professeur adjoint d'astronomie et d'astrobiologie à l'UW, est arrivé à la conclusion en remettant en question l'hypothèse de longue date selon laquelle seules les étoiles beaucoup plus petites et plus sombres que le soleil pourraient héberger des planètes en orbite qui étaient en orbite synchrone, ou verrouillées en fonction de la marée, comme la lune est avec la terre. Son article, « Tidal Locking of Habitable Exoplanets », a été accepté pour publication par la revue Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy.

Le verrouillage des marées se produit lorsqu'il n'y a pas d'élan entre un corps dans l'espace et son partenaire gravitationnel et qu'ils se fixent dans leur étreinte. Les corps verrouillés par les marées tels que la Terre et la Lune sont en rotation synchrone, ce qui signifie que chacun met exactement autant de temps pour tourner autour de son propre axe que pour tourner autour de son étoile hôte ou de son partenaire gravitationnel. La lune met 27 jours pour tourner une fois sur son axe et 27 jours pour orbiter une fois autour de la Terre.

On pense que la lune a été créée par un corps céleste de la taille de Mars qui a percuté la jeune Terre à un angle qui a fait tourner le monde initialement avec des journées d'environ 12 heures.

"La possibilité d'un verrouillage des marées est une vieille idée, mais personne ne l'avait jamais expérimentée systématiquement", a déclaré Barnes, qui est affilié au Virtual Planetary Laboratory basé à UW.

Dans le passé, a-t-il dit, les chercheurs avaient tendance à utiliser cette estimation de 12 heures de la période de rotation de la Terre pour modéliser le comportement des exoplanètes, en demandant, par exemple, combien de temps une exoplanète semblable à la Terre avec une rotation orbitale similaire pourrait prendre pour se verrouiller en raison de la marée.

"Ce que j'ai fait, c'est qu'il y a peut-être d'autres possibilités - vous pourriez avoir des périodes de rotation initiales plus lentes ou plus rapides", a déclaré Barnes. "Vous pourriez avoir des planètes plus grandes que la Terre, ou des planètes avec des orbites excentriques - donc en explorant cet espace de paramètres plus grand, vous constatez qu'en fait les anciennes idées étaient très limitées, il n'y avait qu'un seul résultat là-bas."

"Cependant, les modèles de formation planétaire suggèrent que la rotation initiale d'une planète pourrait être bien supérieure à plusieurs heures, voire plusieurs semaines", a déclaré Barnes. "Et donc, lorsque vous explorez cette gamme, vous constatez qu'il est possible que beaucoup plus d'exoplanètes soient bloquées par les marées. Par exemple, si la Terre se formait sans lune et avec un « jour » initial de quatre jours, un modèle prédit que la Terre serait désormais verrouillée par la marée sur le soleil.

Barnes écrit : "Ces résultats suggèrent que le processus de verrouillage des marées est un facteur majeur dans l'évolution de la plupart des exoplanètes potentiellement habitables à découvrir dans un proche avenir."

On pensait autrefois que le verrouillage des marées conduisait à des climats extrêmes au point d'éliminer toute possibilité de vie, mais les astronomes ont depuis pensé que la présence d'une atmosphère avec des vents soufflant sur la surface d'une planète pourrait atténuer ces effets et permettre des climats et une vie modérés. .

Barnes a déclaré qu'il avait également examiné les planètes qui seraient probablement découvertes par le prochain satellite de chasse aux planètes de la NASA, le Transiting Exoplanet Survey Satellite ou TESS, et a constaté que chaque planète potentiellement habitable qu'il détectera sera probablement verrouillée par les marées.

Même si les astronomes découvrent le « jumeau » terrestre tant recherché en orbite autour d'un jumeau virtuel du soleil, ce monde pourrait être bloqué par les marées.

"Je pense que la plus grande implication pour l'avenir", a déclaré Barnes, "est que lorsque nous recherchons de la vie sur n'importe quelle exoplanète, nous devons savoir si une planète est bloquée par la marée ou non."


Ne blâmez pas la «planète neuf» pour les extinctions massives de la Terre

La vie sur Terre n'a pas grand-chose à craindre de l'hypothèse de la planète neuf, disent les astronomes.

Certains scientifiques ont suggéré qu'un grand corps non découvert situé aux confins du système solaire pourrait être responsable de nombreux événements d'extinction de masse tout au long de l'histoire de la Terre, en secouant le référentiel de comètes lointain connu sous le nom de nuage d'Oort et en envoyant certains de ses habitants crier vers notre planète.

Mais Planet Nine – un monde nouvellement proposé mais pas encore confirmé peut-être 10 fois plus massif que la Terre qui est censé orbiter bien au-delà de Pluton – n'aurait probablement pas pu déclencher de tels événements de « mort par le ciel », ont déclaré les chercheurs. [Les preuves de l'existence de la « Planète X » (vidéo)]

"Je soupçonne que cela n'a aucun effet sur nous", a déclaré Mike Brown du California Institute of Technology (Caltech) à Pasadena.

Brown et l'auteur principal Konstantin Batygin, également de Caltech, ont suggéré l'existence de Planet Nine dans un article publié la semaine dernière. Ils déduisent la présence de la planète sur la base de preuves indirectes : des modèles informatiques suggèrent qu'un monde lointain et invisible a façonné les orbites étranges d'un certain nombre de petits objets dans la ceinture de Kuiper, l'anneau de corps glacés au-delà de Neptune.

La planète Neuf a probablement une orbite elliptique, s'approchant de 200 à 300 unités astronomiques (UA) du soleil à son approche la plus proche et s'éloignant de 600 à 1 200 UA, a déclaré Brown. (Une UA est la distance de la Terre au soleil – environ 93 millions de miles, ou 150 millions de kilomètres).

Neptune orbite à environ 30 UA du soleil et Pluton ne s'éloigne jamais à plus de 49 UA de notre étoile. Ainsi, la planète neuf, si elle existe, est en effet très éloignée – mais pas assez, a déclaré Brown, pour susciter l'un des trillions de comètes dans le nuage d'Oort, qui commence peut-être à 5 000 UA du soleil.

L'existence d'un tel « perturbateur » a été émise comme un moyen d'expliquer la périodicité mystérieuse des grands événements d'extinction sur Terre, qui se sont reproduits environ tous les 27 millions d'années au cours des derniers quart de milliard d'années.

"De très grosses planètes très éloignées pourraient faire cela", a déclaré Brown à Space.com. "La planète Nine est plus petite que toutes ces choses que les gens ont appelées" Planète X " - qui a toujours été de la taille de Jupiter, ou même de la taille d'une naine brune, ou quelque chose comme ça. C'est un peu plus petit, et un peu plus près c'est pas dans le royaume des comètes."

La planète putative Nine complète également une orbite tous les 10 000 ans environ, a-t-il ajouté.

"Cela semble long, mais c'est une orbite assez courte", a déclaré Brown. "If it were doing this thing every time it went around the sun, it would've been doing a lot of it, and I don't think there's anything going on like that."

Astronomer Scott Sheppard of the Carnegie Institution for Science in Washington, D.C., who is not part of the Batygin/Brown team, voiced similar sentiments. (Sheppard is conducting a hunt for undiscovered objects in the outer solar system he co-discovered 2012 VP113 — one of the "trans-Neptunian objects," or TNOs, whose orbital characteristics hint at the existence of Planet Nine.)

If Planet Nine exists, it could conceivably dislodge some TNOs (not Oort Cloud comets) and send them toward the inner solar system, Sheppard said.

"But most likely, the unknown massive object has been out there a very long time and thus cleared most objects near it long ago," Sheppard told Space.com via email.

"I do think it could throw a few small objects into the inner solar system every so often, but I don’t think it would significantly increase the odds for a mass extinction event," he added.

Scientists have advanced other possible explanations for the mass-extinction pattern on Earth. For example, some researchers have suggested that a small star (dubbed "Nemesis") or brown dwarf in the sun's cosmic neighborhood could be shaking up the Oort Cloud on a regular basis. But astronomers have not yet spotted signs of such an object, despite a concerted search effort using NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer spacecraft and other instruments.

Other scientists have posited that the extinction pattern is a residue of the solar system's trek around the galaxy. Every 27 million years, this idea goes, the solar system travels through the Milky Way's dense midplane, and the resulting gravitational jostles nudge some Oort Cloud comets toward Earth and the other inner planets.


‘Planet Nine’ may not be needed to explain strange orbits

An artist’s impression of the dwarf planet Sedna, some 12.9 billion kilometres (8 billion miles) from the sun, along with a hypothetical moon. Image: NASA/JPL-Caltech

Bodies in the extreme outer solar system that never come close enough to the Sun to be affected any any significant manner by the gravity of Neptune and the other major planets are known as “detached objects.” A prime example is the dwarf planet Sedna. In recent years, astronomer Mike Brown and others have suggested the gravity of an as-yet-undetected world – Planet Nine – is needed to explain the orbits of several of these distant bodies.

Searches for Planet Nine are well underway, but so far the presumed planet has eluded detection.

Now, astronomers at the University of Colorado at Boulder say the orbits of Sedna and other seemingly perturbed bodies in the extreme outer solar system may have ended up on the observed trajectories due to their collective gravity, jostling against each other and space debris.

“Once you get further away from Neptune, things don’t make any sense, which is really exciting,” said CU Boulder assistant Professor Ann-Marie Madigan, who led a team of researchers looking into the orbits of Sedna and other detached bodies.

Sedna, discovered by Brown, Chad Trujillo and David Rabinowitz in 2003, is more than 8 billion miles from the Sun. It is a bit smaller than Pluto and takes more than 11,000 years to complete one trip around the sun. Like other such detached objects, Sedna moves sedately through a huge circular orbit that keeps it well away from Neptune and other planets that might otherwise perturb it.

Jason Fleisig an undergraduate in astrophysics at CU Boulder who was developing computer simulations to model the orbits of such detached objects noticed “a pileup of the orbits of smaller objects to one side of the Sun. These orbits crash into the bigger body, and what happens is those interactions will change its orbit from an oval shape to a more circular shape.”

Those small-scale interactions, Madigan and Fleisig suggest, could explain how Sedna and other detached objects were coaxed into their current orbits without needing Planet Nine. They outlined their research at the 232nd meeting of the American Astronomical Society in Denver, Colorado.


Could TESS have already seen Planet Nine?

This is an interesting question! TESS is the Transiting Exoplanet Survey Satellite, which scans the sky looking for dips in starlight when planets pass in front of their host stars. To do that it looks at gigantic chunks of the sky all the time, so it sees lots of different things, not just clues of the existence of exoplanet. So if there's a big icy object orbiting our own Sun out past Neptune, could TESS see it?

Plus de mauvaise astronomie

A normal first reaction would be no way. These objects are far, far too faint to see. But in a new paper just published some astronomers show how it could be done.

Sure, if you take a single image, some trans-Neptunian object (or TNO) would likely be invisible. But TESS takes multiple images of the same area, over and over again. If you were looking for a faint galaxy, say, you'd just add up a bunch of images, making faint objects look brighter. But you can't do that for TNOs because they move across the sky they're in a different spot in each image. They move for two reasons: parallax and orbital motion.

Artwork depicting the extremely distant Kuiper Belt Object 2018 VG18. Credit: Roberto Molar Candanosa/Carnegie Institution for Science

TESS has a highly elliptical orbit around the Earth, about half a million kilometers end-to-end. When it's on one part of its orbit it would see a potential TNO at a slightly different angle than it does at the other end of its orbit, so the TNO will appear to move back and forth in the images as TESS orbits the Earth — that effect is called parallax and I describe it in my Crash Course Astronomy episode on distances. (the classic example is to hold up your thumb in front of your face and look at it first with one eye closed, then the other: It will appear to move back and forth relative to more distant objects).

Also, a TNO is orbiting the Sun, and moves over time. Worse, if you don't know the distance to it — after all, we're hoping to discover an object here, so we don't know much about it — how do you compensate for those motions?

A two-frame animation showing the motion of 2015 TG387 against the background stars. Credit: Scott Sheppard

Well, you… guess. Sérieusement. For given distances the parallax can be determined, as well as how fast the object would be moving. You can also guess as to its direction. Now, we can't move TESS like a normal telescope it's not designed to be pointable in that fashion — it sweeps its field of view around the sky, eventually seeing everything, but it's not pointable per se. But, after it takes observations, that data can be processed to compensate for those motions after the fact.

Basically, once they're in a database, the images can be shifted by the predicted motion, added together, and then searched for brighter objects. Since this is all done later using software, you can use lots of different values for the distance and orbital motion and see if anything can be found (this technique was done with Hubble some years back, by the way, and several TNOs were found a variation on this technique did even better, finding 14). Heck, you can look for objects on any orbit, including ones that go backwards. It's just computer time, so why limit yourself?

Three Trans-Neptunian Objects recovered in TESS data: Sedna (left), 2015 BP519 (middle), and 2015 BM518 (right). Credit: Holman, et al.

To test this idea, the astronomers ran their software on TESS data this way with three known TNOs, and it worked! They were easily able to see Sedna (diameter of

1,000 km, 12 billion km away), 2015 BP519 (

500 km, 7.5 billion km away), and 2015 BM518 (

230 km, 5.4 billion km away) in previously taken TESS observations.

They found that, statistically speaking, they should be able to see essentially any object at a near-infrared magnitude of about 21. Magnitudes are the way astronomers measure brightness of objects the faintest object you can see by eye is roughly magnitude 6, and each step in magnitude is equal to a drop in brightness by a factor of about 2.512 (it's a logarithmic scale, based on how our eyes detect light). Magnitude 21 is about a million times fainter than what your eyes can see! So that's pretty faint.

In fact, they posit, an object bigger than Sedna might be detectable even farther away. So like, say, Planet Nine, which may exist in the black way past Neptune. We don't know how big or far away P9 might be, assuming it's real, but estimates put it at a near-infrared magnitude of between 19 and 24.

So, wow: It's entirely possible that if Planet Nine exists, it could already have been observed by TESS! That's pretty interesting. Mike Brown and his team are still looking for it using ground-based telescopes, which is likely a better way to find it (they look pretty deeply over areas of the sky where P9 is predicted to be, seeing fainter sources) but who knows? I asked Brown (full disclosure: We're old friends) and he told me it's certainly possible P9 could be found this way. It may even be bigger and closer than originally thought, making it easier to see in TESS data. The problem is that we don't know its orbit at all, so you have to test over a huge range of possible orbits, and statistically speaking you're likely to find something in a test that big even if it's not real (a "false positive"). Still, it's very much worth giving this a shot.

Even if we're not worried about P9, this is still a cool technique to look for anything big and bright enough to see out there, and those data are free! All you have to do is write the software to go through them. It sounds like a great idea to me, and I hope their treasure hunt goes well. There are a lot of unknown objects out there in the suburbs of the solar system. All we have to do is find them.


Is Planet Nine Even Real?

A year and a half after it was proposed, astronomers are still debating whether the giant mystery planet actually exists.

When Mike Brown first proposed that a hidden, massive planet lurks in the outer reaches of our solar system, he was confident someone would prove him wrong. “Planet Nine,” as the hypothetical world was nicknamed, was his explanation for the strange movements of half a dozen distant, icy planetoids that are farther away and smaller than Pluto: In theory, this huge, somehow-undiscovered planet could sway their orbits. But surely astronomers would be quick to find a more obvious explanation.

“Shockingly, in a year and a half, nobody has,” says Brown, an astronomer at the California Institute of Technology. “There have been so many claims of planets in the last 170 years, and they were toujours wrong. But I’m clearly a true believer at this point.”

Brown, the self-titled “Pluto Killer” who led the campaign that demoted the dwarf planet, and Konstantin Batygin, his coauthor at Caltech and a young star who plays in his own rock band, know how to spark debate. Since their proposal about Planet Nine, the lack of definitive evidence for or against its existence has divided the planetary community. Other astronomers have put forth alternative explanations, and some contend Brown and Batygin’s data are biased. Until someone clearly spots the new mystery planet in a telescope, they’ve come to an impasse.

The peculiar clustering of the six faraway objects that Brown and Batygin’s initial hypothesis highlighted is extremely unlikely to happen just by chance. According to the duo’s mathematical arguments, it would be naturally explained, though, by a planet about 10 times as big as Earth in the region known as the Kuiper Belt. Batygin has come up with more recent evidence, too: The orbits of other distant solar-system objects yoked to Neptune have gotten “detached” as well, and other objects’ orbits have gotten tilted to the side or reversed, so the solar system as a whole no longer resembles a thin record or CD with the sun at the center. Planet Nine, if it exists, could explain all of those phenomena.

“When all of these things come together, it’s becoming evident that without Planet Nine, the solar system has these weird puzzles and features that stand out,” Batygin says. His approach echoes that of astrophysicists when they inferred the existence of dark matter—which still can’t be seen—based on the rapid motions of stars in the outer realms of galaxies, and then clinched the idea with a more diverse array of evidence.

But other experts remain skeptical. Even the most basic facts are in dispute. Scientists with the Outer Solar System Origins Survey, or OSSOS , argue that Brown and Batygin’s data are actually biased by factors like bad weather and their telescope’s location, which could influence what’s seen and what’s missed, thereby introducing a spurious trend. If this is true, then there’s nothing weird about the little balls of rock and ice in the first place. The OSSOS researchers say these objects mostly seem randomly oriented and not aligned by some unseen force. If there’s no clustering, then Planet Nine’s linchpin disappears.

“While my research is skeptical of this planet, that’s not at all to say there isn’t a planet out there,” says Cory Shankman, an astronomer at the University of Victoria who led the research. He advocates for continuing the search for these hard-to-detect objects and understanding the biases while doing it. It’s slow, painstaking work.

Shankman’s survey only covered one-twentieth of the sky, however. Other astronomers, such as those affiliated with the Dark Energy Survey, question their findings, just like Shankman questions Brown and Batygin’s. “The more objects you can find that bear on the story, the easier it is to talk about them as a population rather than a small handful of curiosities” says David Gerdes, a University of Michigan astrophysicist. One way or another, he believes, the answer will be clear within the next year or two.

A theory’s more powerful if it doesn’t just explain what’s already known, but also makes successful predictions about things that haven’t been seen yet. If scientists find more objects throughout the Kuiper Belt and these objects are hardly clustered at all, it will deal a blow against Planet Nine. If the objects are similarly clustered as Brown and Batygin expect, it will strengthen their case.

And yet, another possibility remains, which is that the only solutions people find are the ones they have access to, like the proverbial story of the person who lost their keys at night and only looks for them under the streetlight. “Scientists are often good at doing contrastive assessments, like a Sherlock Holmes–style argument: Here’s my suspects, and here’s the one most likely to have done it,” says Christopher Smeenk, a philosopher of science at the University of Western Ontario. “But do you have the right list of suspects?”

There have been many planetary misses in history, Smeenk points out, such as 17th-century claims of a moon orbiting Venus, which better data demonstrated not to exist. Two centuries later, astronomers attributed Mercury’s slightly peculiar orbit to the gravitational forces from an unseen inner planet, dubbed Vulcan. But when Albert Einstein’s theory of general relativity came along, it explained the orbit, debunking Vulcan claims.

In the case of Planet Nine, Ann-Marie Madigan, an astrophysicist at the University of Colorado Boulder, believes everyone has missed a key suspect. The gravitational forces in the outer solar system could be more complicated, and the unlikely alignment of those icy bodies could all be a temporary coincidence.