L’intrigue s’épaissit dans la recherche de Planet Nine

Deux physiciens théoriciens rapportent que les mêmes observations qui ont inspiré la recherche d’une neuvième planète pourraient plutôt être la preuve, au sein du système solaire, d’une loi modifiée de la gravité développée à l’origine pour comprendre la rotation des galaxies.

Les chercheurs Harsh Mathur, professeur de physique à l’Université Case Western Reserve, et Kathryn Brown, professeur adjoint de physique au Hamilton College, ont fait cette affirmation après avoir étudié l’effet que la Voie lactée pourrait avoir sur les objets du système solaire externe – si les lois La gravité est régie par une théorie connue sous le nom de dynamique newtonienne modifiée (ou MOND).

MOND suggère que la célèbre loi de la gravitation d’Isaac Newton est valable dans une certaine mesure. Autrement dit, lorsque l’accélération gravitationnelle prédite par la loi de Newton devient suffisamment faible, MOND permet à un comportement gravitationnel différent de prendre le relais.

Le succès de l’observation de MOND à l’échelle galactique explique pourquoi certains scientifiques le considèrent comme une alternative à la « matière noire », le terme que les physiciens utilisent pour décrire une forme hypothétique de matière qui aurait des effets gravitationnels mais n’émettrait aucune lumière.

« MOND est vraiment doué pour expliquer les observations à l’échelle de la galaxie, mais je ne m’attendais pas à ce qu’il ait des effets aussi visibles sur le système solaire externe », a déclaré Mathur.

Leurs travaux ont récemment été publiés dans Revue astronomique.

Alignement « incroyable ».

Mathur et Brown ont déjà étudié l’effet de MOND sur la dynamique galactique. Mais ils se sont intéressés aux effets locaux de MOND après que les astronomes ont annoncé en 2016 qu’un groupe d’objets dans le système solaire externe présentait des anomalies orbitales qui pourraient s’expliquer par la présence d’une neuvième planète.

Les propriétés orbitales ont déjà conduit à des découvertes marquantes : Neptune a été découverte par la force de sa gravité sur les orbites d’un objet proche, la précession précise de Mercure a fourni les premières preuves étayant la théorie de la relativité générale d’Einstein, et les astronomes ont récemment utilisé la dynamique orbitale pour déduire l’existence d’un trou noir supermassif au centre de notre galaxie.

Brown s’est rendu compte que les prédictions de MOND pourraient entrer en conflit avec les observations qui avaient stimulé la recherche d’une neuvième planète. « Nous voulions voir si les données soutenant l’hypothèse de Planet Nine excluraient effectivement l’existence de MOND », a-t-elle déclaré.

Au lieu de cela, Mathur et Brown ont découvert que MOND prédit avec précision les amas observés par les astronomes. Ils disent qu’au cours de millions d’années, les orbites de certains objets du système solaire externe s’aligneront sur le champ gravitationnel de la galaxie.

Lorsqu’ils ont tracé les orbites des objets de l’ensemble de données Planet Nine par rapport au champ gravitationnel de la galaxie, « l’alignement était incroyable », a déclaré Mathur.

Les auteurs préviennent que l’ensemble de données actuel est restreint et qu’un certain nombre d’autres possibilités pourraient être vraies ; Par exemple, d’autres astronomes ont soutenu que les propriétés orbitales sont le résultat d’un biais d’observation.

« Quel que soit le résultat, ces travaux mettent en évidence le potentiel du système solaire externe à servir de laboratoire pour tester la gravité et étudier les problèmes fondamentaux de la physique », a déclaré Brown.