Quand tu penses avoir découvert une
neuvième planète mais que tu es juste
bourré, devant le lac de l’X, et qu’en fait
c’est une tache de gras sur la lentille du
télescope.

par Ariane Charra (promo 2027) et Alice Burger (promo 2027) | Le Paraxial n°25 – 11 décembre 2024

Le système solaire est étudié par les astronomes depuis plus de 4000 ans ! 4000 ans de découvertes de comètes, de prévisions d’éclipses, de théories parfois farfelues et de désaccords violents entre les membres de la communauté scientifique. Aujourd’hui, le système solaire semble avoir livré la majorité de ses secrets : huit planètes (n’en déplaise à certains) apparues en moyenne il y a 4.5 milliard d’années, et leurs satellites, gravitant autour d’une étoile : le Soleil. Des générations de scientifiques se sont relayés pour cartographier les moindres recoins de notre système (et permettre à toutes nos classe de CM1 de construire leur propre système solaire à l’aide de pics à brochettes, de boule de polystyrène et de beaucoup de paillettes) nous vous emmenons avec nous suivre pas à pas leurs découvertes.

Au commencement, les planètes sont identifiées à l’œil nu par les babyloniens. Leur orbite commence à être décrite 2 millénaires avant J-C. Ils répertorient ainsi 6 des 8 planètes qui composent notre système solaire : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne et la Terre ; ainsi que le Soleil et la Lune, qui ne sont pas à proprement parler des planètes. A cette époque, on considère comme planète tout objet sphérique décrivant une orbite circulaire. On distingue assez vite les planètes du premier ordre, tournant autour d’une étoile (le Soleil dans notre cas), et les planètes du deuxième ordre tournant autour d’une autre planète (les satellites). Mais continuons notre exploration du système solaire. Il est maintenant temps de s’intéresser à une nouvelle planète : Uranus. Celle-ci est découverte par hasard, lors d’une observation au télescope par William Herschel en 1781. Vous vous direz sans doute que c’est bien tard, compte tenu de toutes les observations qui ont déjà eu lieu. Mais en réalité, Uranus est une planète bien difficile à repérer. Elle est très peu lumineuse, du fait de son éloignement du Soleil et bien loin de la Terre. Sans connaissance de son orbite, il faut être chanceux pour l’apercevoir.

Vingt ans plus tard, en 1801, les astronomes découvrent un nouvel astre entre Mars et Jupiter. Les astrophysiciens, un peu trop enthousiastes, lui donnent tout de suite le titre de planète, la gratifient d’un nom Cérès, et expliquent certains calculs par son existence. Elle est alors la huitième planète du système solaire. Enfin, elle ne garde ce titre qu’un an, jusqu’à la découverte d’un autre corps de la même nature, Pallas, en 1802. Les deux objets célestes font entre 200 et 300 km de diamètre et on leur donne le nom d’astéroïdes ce qui veut dire “ressemblant aux étoiles”.

La découverte de Neptune en 1846 marque un tournant dans l’histoire de l’astronomie : elle est la première planète découverte uniquement grâce au calcul, et notamment à l’utilisation des lois de Newton. Depuis plusieurs années, les astronomes ont repéré deux anomalies dans le système solaire : Uranus et Mercure. Ces deux planètes ne se comportent pas comme le prévoient les lois de Newton : leur orbite présente de légers décalages. Urbain Le Verrier émet l’hypothèse que deux planètes, qu’il baptise Neptune et Vulcain, sont à l’origine de ces anomalies en exerçant une attraction gravitationnelle sur Uranus et Mercure perturbant ainsi leur orbite naturelle autour du Soleil. Il commence par calculer la position de Neptune et envoie ses résultats à l’observatoire de Paris : Bingo ! Neptune ne se trouve qu’à quelques milliers de kilomètres de la position calculée (trop fort). En revanche, des décennies d’observations ne permettent pas de trouver Vulcain. Pourtant, les astronomes français profitent de chaque occasion pour essayer de repérer la planète manquante, mais la proximité entre Mercure et le Soleil rend les observations difficiles. A la mort de Verrier, la quête de Vulcain est presque abandonnée, même si plusieurs scientifiques se penchent au fil des siècles sur le cas de la planète fantôme, espérant être celui qui apportera la réponse. Celui qui apporte la réponse, en 1916, est un petit physicien méconnu du grand public, un certain Albert Einstein : sa théorie de la relativité générale explique la présence d’irrégularités dans l’orbite de Mercure, l’hypothèse de l’existence de Vulcain est alors complètement écartée (c’est tout de même dommage, qui n’a jamais rêvé de croiser le Capitaine Spock au détour d’un couloir ?).

Suite à cette découverte, les astronomes remarquent d’autres anomalies dans le mouvement des grandes planètes et cherchent un autre astre pour expliquer cela. Ils théorisent l’existence d’une autre planète qu’ils appellent planète X et qui devrait faire la taille de Mercure à peu près. Leurs calculs et découvertes les mènent à trouver en 1930 Pluton. Elle devient la 9ème planète du système solaire.

Cependant, en 1992 un nouvel objet stellaire est découvert au-delà de Neptune. Puis de nombreux autres, et tous se trouvent proches ou sur l’orbite de la neuvième planète du système solaire. Ces objets, trop petits et de forme trop étrange pour être qualifiés de planètes, sont baptisés objets trans-neptuniens (TNO). Certains de ces TNO ont des tailles très proches de celle de Pluton. La définition d’une planète est remise en cause. Donner le titre de planète à des objets célestes en se basant uniquement sur leur taille n’aurait pas de véritable sens physique. De même, trop d’objets ont un aspect sphérique (dont Cérès et des TNO) pour que cette définition soit envisageable. Et si l’on impose d’avoir une atmosphère, Mercure est exclue du système solaire. Finalement, il est décidé que les astres considérés comme des planètes doivent tourner autour d’une étoile ; ils doivent être quasisphériques du fait de leur masse, et enfin, leur orbite doit être vide d’autres corps évoluant dans son voisinage. Cette dernière condition fait perdre à Pluton son titre de planète en 2006. Cependant, il se peut que vous croisiez encore des Américains qui considèrent encore Pluton comme telle. En fait, c’était la seule planète découverte par un Américain de tout le système solaire et, comme ils dominent le ciel en plus du reste du monde, ils refusent encore de la déclasser.

Si les planètes ont été découvertes, elles regorgent toujours de mystères et les missions spatiales se multiplient afin d’étudier leur activité volcanique, la présence d’eau à leur surface ou encore leurs satellites (et avec Jupiter on n’a pas finis !) : le système solaire nous réserve encore bien des surprises. ■