Les astronomes ne s’entendent pas sur ce qui est une planète
Qu’est-ce qu’une planète ? Malgré des décennies d’efforts, les astronomes n’ont toujours pas trouvé de définition qui fasse l’unanimité – et le problème ne fait que se compliquer lorsqu’il s’agit des mondes extérieurs à notre système solaire. La dernière tentative de définition d’une exoplanète a suscité une nouvelle controverse.
Qu’est-ce qu’une planète ?
L’Union astronomique internationale (UAI), qui arbitre de tout ce qui touche au cosmos, a établi une définition finale des planètes de notre système solaire en 2006, rétrogradant ainsi Pluton au rang de planète naine. La première condition est qu’une planète soit en orbite autour du Soleil, ce qui exclut toutes les exoplanètes, qui ont donc besoin de leur propre définition.
Une définition des exoplanètes établie par l’UAI en 2003 incluait tout objet dont la masse était inférieure à 13 fois celle de Jupiter, un seuil choisi parce que les objets de cette masse ayant la même composition chimique que le Soleil commencent à subir une fusion du deutérium, une forme d’hydrogène. À l’autre extrémité de l’échelle, elle excluait tout ce qui était inférieur à la taille minimale d’une planète de notre système solaire, bien que cette taille ne soit pas vraiment définie.
« Depuis ce temps, nous avons découvert de nombreuses exoplanètes et de nombreux systèmes différents », explique Alain Lecavelier des Etangs de l’IAU – la NASA estime que le dernier dénombrement est de 5000. « Les connaissances que nous avons sur ces exoplanètes sont totalement différentes de celles que nous avions en 2003. »
L’UAI ajoute une exigence concernant les exoplanètes
Pour mieux se conformer aux nouvelles découvertes, le groupe de travail de l’UAI sur les exoplanètes, qui regroupe plus de 400 astronomes, a voté en 2018 une définition qui ajoute une nouvelle exigence : la masse d’une exoplanète doit être inférieure à 1/25e de la masse de l’objet autour duquel elle gravite.
Ce rapport de masse est important car il implique quelque chose sur le processus de formation d’une planète, explique Beth Biller de l’Université d’Édimbourg, au Royaume-Uni. « Si le rapport de masse est assez important, il s’agit de quelque chose qui s’est formé dans un disque autour de son étoile, comme une planète, par opposition à quelque chose qui se forme plutôt comme une étoile binaire. »
Cette nouvelle définition décrète également qu’une exoplanète doit « dégager le voisinage » sur son orbite, ce qui signifie qu’elle a éloigné gravitationnellement d’autres objets de taille similaire. Les exoplanètes s’alignent ainsi sur la définition d’une planète au sein de notre système solaire, et c’est cette dernière exigence dont Pluton a fait les frais des années plus tôt, grâce à sa grande lune Charon.
Bien que cela ait été voté en 2018, les détails n’ont été révélés que maintenant avec une explication nouvellement publiée de la décision qui a attiré l’attention de la communauté astronomique au sens large, et tout le monde n’est pas heureux.
Un astronome a qualifié cette nouvelle définition « d’horrible »
Mikko Tuomi de l’Université de Herefordshire, au Royaume-Uni, l’a qualifiée « d’horrible » dans un tweet, affirmant qu’il serait impossible pour les astronomes de détecter si une exoplanète s’est dégagée de son voisinage, tandis que l’exigence du rapport de masse signifie que les « planètes voyous » flottant librement ne sont techniquement pas des planètes parce qu’elles ne tournent pas autour d’un autre corps. De même, les objets qui orbitent autour des naines brunes, des objets massifs qui ne sont pas tout à fait des étoiles, seraient maintenant considérés comme des planètes.
Le rapport de masse exclut également certaines exoplanètes qui existent actuellement du club. « Plusieurs objets répertoriés dans les archives des exoplanètes de la NASA ne sont plus techniquement des exoplanètes », explique David Kipping de l’université Columbia à New York, comme MOA-2010-BLG-073L b, dont la masse est 11 fois supérieure à celle de Jupiter. « Cela s’explique par le fait qu’elles orbitent autour d’étoiles de très faibles masses, et qu’en divisant ce chiffre par 25, on finit par éliminer les super-Jupiters. »
Les astronomes comprennent que les définitions changent au fur et à mesure que les informations arrivent, mais c’est dans les cas marginaux, où les choses peuvent être considérées comme une planète ou une étoile, que les questions se posent souvent. « Si vous avez un objet d’une masse de 13 Jupiter en orbite autour d’une étoile, et puis vous avez un objet d’une masse de 12,5 Jupiter en orbite autour d’une étoile, et l’un est juste légèrement assez massif pour qu’il ait une fusion du deutérium, alors est-ce suffisant pour appeler l’un une planète et l’autre pas ? » dit Biller.
Scientifiquement ce débat n’aurait pas une grande importance
Bien que ce débat se poursuive, il pourrait ne pas avoir beaucoup d’impact. « Scientifiquement, cela n’a pas trop d’importance à mon avis », dit Kipping. « Une rose sous un autre nom sent toujours aussi bon. La nature n’a pas besoin de souscrire à notre désir de classer proprement les choses dans différentes boîtes. »
Cette recherche a été pré-publiée dans arXiv.
Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay