Le Soleil aurait-il eu une sœur jumelle ? Pendant les premiers millions d’années de son existence, notre étoile faisait partie d’un système binaire avec une autre étoile, soutient une nouvelle étude américaine. Cela expliquerait la présence d’une mystérieuse « neuvième planète » située beaucoup plus loin que Pluton, ainsi que le « nuage d’Oort », un réservoir de comètes situé à une année-lumière de chez nous. La Terre aurait-elle commencé sa vie comme la Tatooine de Star Wars ?

Mathieu Perreault Mathieu Perreault
La Presse

L’énigme des plans de rotation

PHOTO FOURNIE PAR L’UNIVERSITÉ HARVARD

Avi Loeb

L’idée de modéliser les débuts du Système solaire avec un système binaire est venue à Avi Loeb en observant que l’orbite présumée de la « planète 9 » ne serait pas sur le même plan que les huit planètes connues, dont les orbites combinées forment un disque. « Même la ceinture d’astéroïdes de Kuiper est sur le même plan de rotation que la Terre et les sept autres planètes de notre système solaire », explique l’astrophysicien, qui dirigeait jusqu’à cet été le département d’astronomie de l’Université Harvard. « Alors l’orbite présumée de la planète 9, qu’on déduit d’autres planétoïdes détectés au-delà de Pluton, est bien intrigante. Nous nous sommes demandé si un système binaire accroissait la probabilité d’avoir plusieurs planètes sur un plan de rotation, et quelques autres sur un autre. En outre, nous avons ajouté la couche sphérique du nuage d’Oort. La réponse est oui : le compagnon binaire de notre Soleil aurait pu capturer des astéroïdes et des planètes en orbite autour d’autres étoiles. » L’étude de M. Loeb a été publiée en août dans les Astrophysical Journal Letters.

Amas d’étoiles

PHOTO FOURNIE PAR LA NASA

Le télescope Hubble a photographié l’un des nombreux amas stellaires du Nuage de Magellan, une galaxie.

Le compagnon binaire du Soleil, la deuxième étoile de notre Système solaire, serait apparu en même temps que le Soleil, dans un « amas stellaire ». « Les amas stellaires où naissent des protosystèmes solaires durent en général moins de 10 millions d’années, dit M. Loeb. C’est presque rien au niveau de l’histoire de l’Univers : notre Soleil est né voilà 4,6 milliards d’années. C’est un moment où il y a beaucoup de systèmes binaires, à deux étoiles, ou même plus. La moitié des systèmes solaires avec une étoile comparable à notre Soleil sont binaires. » La modélisation de M. Loeb montre que le compagnon de notre Soleil aurait été capturé par une étoile plus grosse avant qu’il ne quitte son amas stellaire natal.

La neuvième planète

PHOTO FOURNIE PAR LA NASA

Impression d’artiste de la neuvième planète avec, au loin, le Soleil

L’orbite elliptique de la neuvième planète la placerait entre 200 et 1200 fois plus loin du Soleil que la Terre, et la planète serait de deux à quatre fois plus large et dix fois plus massive que cette dernière. L’orbite elliptique d’une douzaine d’« objets transneptuniens » situés encore plus loin que la ceinture de Kuiper, dont fait partie Pluton, ressemble à une fleur n’ayant des pétales que d’un côté. Sans la présence d’une neuvième planète, il est difficile d’expliquer pourquoi ces astéroïdes et planètes mineures vont tous du même côté du Soleil en même temps. Une spécialiste de la migration des planètes qui a aussi travaillé sur la planète 9, Renu Malhotra, de l’Université de l’Arizona, a indiqué à La Presse que l’hypothèse d’un système binaire est « une contribution intéressante, mais peu convaincante aux théories sur la neuvième planète. On sait très peu de choses sur ce qui se trouve au-delà de 20 unités astronomiques [UA, des unités de distance entre la Terre et le Soleil ; l’orbite elliptique de Pluton s’approche à 29 UA du Soleil], alors tout est possible. Mais la thèse dominante, que la neuvième planète et ses comparses ont été éjectées du disque planétaire intérieur, reste la plus plausible. »

PHOTO FOURNIE PAR L’UNIVERSITÉ DE L’ARIZONA

La Dre Renu Malhotra

Le nuage d’Oort

PHOTO FOURNIE PAR L’UNIVERSITÉ DE MADRID

Impression d’artiste du système binaire qui aurait traversé le nuage d’Oort voilà 70 000 ans.

Composé de milliards d’astéroïdes qui, ensemble, totalisent environ cinq fois la masse de la Terre, le nuage d’Oort a été postulé par l’astronome estonien Ernst Öpik en 1932, hypothèse qui sera formalisée dans les années 1950 par l’astronome néerlandais Jan Oort. Il formerait une couche sphérique autour du Soleil et constituerait un réservoir de comètes. En 2018, des astronomes espagnols et britanniques ont affirmé dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters qu’il y a 70 000 ans, un petit système solaire binaire a traversé le nuage d’Oort quand il s’est approché à un peu plus de 50 000 unités astronomiques de notre Soleil. Selon les chercheurs, il aurait été visible à l’œil nu par les premiers hommes et altérerait jusqu’à aujourd’hui la trajectoire des comètes nichées dans le nuage d’Oort.

IMAGE FOURNIE PAR LA NASA

Le nuage d’Oort forme une couche sphérique aux confins de notre Système solaire.

Oumouamoua

IMAGE FOURNIE PAR LA NASA

Impression d’artiste d’Oumouamoua

Avi Loeb s’est surtout fait connaître des médias, ces dernières années, en proposant que l’astéroïde Oumouamoua, le premier objet identifié qui provient de l’extérieur du Système solaire, soit un vaisseau spatial extraterrestre. Il va même publier en janvier un livre sur cette théorie, Extraterrestrial. M. Loeb lui-même admet qu’il est « à peu près le seul » à penser qu’Oumouamoua est un vaisseau spatial.

Est-ce que cela nuit à sa crédibilité scientifique ? « Avi se spécialise dans la proposition de nouvelles idées, alors c’est normal qu’il soit souvent seul à penser d’une certaine manière », explique Philip Armitage, spécialiste des protosystèmes solaires à l’Université d’État de Stony Brooke, près de New York. En août, M. Loeb a publié une réfutation d’une autre hypothèse expliquant le mystérieux itinéraire d’Oumouamoua : l’idée qu’il s’agisse d’un amas d’hydrogène gelé agissant comme carburant à mesure qu’il se réchauffe. « Le problème avec Oumouamoua, c’est que les nouvelles séries de données et d’analyses qui sortent depuis trois ans remettent chaque fois en question une portion de chaque théorie quant à son origine », dit Matthew Knight, astronome à l’Académie navale des États-Unis, qui a publié l’an dernier une recension des principales théories sur le sujet. « Alors la thèse du vaisseau spatial peut perdurer. » Oumouamoua a été détecté en 2017 et est depuis sorti du champ d’observation des télescopes. S’il s’agit d’un vaisseau spatial, pourquoi ses pilotes n’ont-ils pas pris contact avec nous ? « Vous verrez dans le livre en janvier », répond M. Loeb, sibyllin.

Les confins du Système solaire en chiffres

De 30 à 55 unités astronomiques (UA) : distance de la ceinture de Kuiper, dont fait partie Pluton

De 200 à 1200 UA : distance de la neuvième planète et des autres planètes de la « troisième classe »

De 10 000 à 100 000UA : distance du nuage d’Oort

De 1,1 à 1,9 million : nombre d’astéroïdes de plus de 1 km qui devraient se trouver dans la ceinture d’astéroïdes située entre Mars et Jupiter

2000 : nombre d’astéroïdes détectés dans la ceinture de Kuiper

De 100 000 à 300 000 : nombre d’astéroïdes de plus de 100 km qui devraient se trouver dans la ceinture de Kuiper

2000 milliards : nombre de comètes qui devraient se trouver dans le nuage d’Oort

SOURCE : NASA

Une version antérieure de ce texte indiquait erronément que voilà 70 000 ans, un système solaire binaire s'est approché 50 000 années-lumières de notre Soleil. Il s'agissait plutôt de 50 000 unités astronomiques.