QU'EST-CE QU'UNE PLANèTE?

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La compréhension de l'humanité de ce qui constitue une planète a changé au fil du temps. Alors que nos mages et érudits les plus notables croyaient autrefois que le monde était un disque plat (ou ziggourat ou cube), ils ont progressivement appris qu'il était en fait sphérique. Et à l'ère moderne, ils ont compris que la Terre n'était qu'une des planètes de l'Univers connu.

Et pourtant, nos notions de ce qui constitue une planète évoluent encore. Pour le dire simplement, notre définition de la planète a toujours été dépendante de notre cadre de référence. En plus de découvrir des planètes extra-solaires qui ont repoussé les limites de ce que nous considérons comme normal, les astronomes ont également découvert de nouveaux corps dans notre propre arrière-cour qui nous ont obligés à trouver de nouveaux schémas de classification.

Histoire du terme:

Pour les philosophes et les savants anciens, les planètes solaires représentaient quelque chose de complètement différent de ce qu'elles font aujourd'hui. Sans l'aide de télescopes, les planètes ressemblaient à des étoiles particulièrement brillantes qui se déplaçaient par rapport aux étoiles de fond. Les premiers enregistrements sur les mouvements des planètes connues remontent au 2e millénaire avant notre ère, où les astronomes babyloniens ont jeté les bases de l'astronomie et de l'astrologie occidentales.

Il s'agit notamment de la tablette Vénus d'Ammisaduqa, qui a catalogué les mouvements de Vénus. Pendant ce temps, les tablettes MUL.APIN du 7ème siècle avant notre ère disposaient les mouvements du Soleil, de la Lune et des planètes alors connues au cours de l'année (Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne). Les tablettes Enuma anu enlil, également datées du 7ème siècle avant notre ère, étaient une collection de tous les présages attribués aux phénomènes célestes et aux mouvements des planètes.

Dans l'antiquité classique, les astronomes ont adopté un nouveau concept de planètes en tant que corps en orbite autour de la Terre. Alors que certains préconisaient un système héliocentrique - comme l'astronome Aristarque de Samos du IIIe siècle avant notre ère et l'astronome Seleucus de Séleucie du Ier siècle avant notre ère - la vision géocentrique de l'Univers restait la plus largement acceptée. Les astronomes ont également commencé à créer des modèles mathématiques pour prédire leurs mouvements pendant cette période.

Cela a culminé au 2e siècle de notre ère avec la publication par Ptolémée (Claudius Ptolemaeus) du Almagest, qui est devenu le canon astronomique et astrologique en Europe et au Moyen-Orient pendant plus de mille ans. Dans ce système, les planètes et les corps connus (même le Soleil) tournaient tous autour de la Terre. Dans les siècles qui ont suivi, les astronomes indiens et islamiques auraient ajouté à ce système en fonction de leurs observations des cieux.

Au moment de la révolution scientifique (15e-18e siècles environ), la définition de la planète a recommencé à changer. Grâce à Nicolaus Copernicus, Galileo Galilei et Johannes Kepler, qui ont proposé et avancé le modèle héliocentrique du système solaire, les planètes sont devenues des objets en orbite autour du Soleil et non de la Terre. L'invention du télescope a également conduit à une meilleure compréhension des planètes et de leurs similitudes avec la Terre.

Entre les XVIIIe et XXe siècles, d'innombrables nouveaux objets, lunes et planètes ont été découverts. Cela comprenait Ceres, Vesta, Pallas (et la principale ceinture d'astéroïdes), les planètes Uranus et Neptune, et les lunes de Mars et les géantes gazeuses. Et puis en 1930, Pluton a été découvert par Clyde Tombaugh, qui a été désignée comme la 9ème planète du système solaire.

Tout au long de cette période, aucune définition formelle de la planète n'existait. Mais il existait une convention acceptée où une planète était utilisée pour décrire tout «grand» corps en orbite autour du Soleil. Cela, et la convention d'un système solaire à neuf planètes, resteraient en place jusqu'au 21e siècle. À cette époque, de nombreuses découvertes au sein du système solaire et au-delà conduiraient à exiger qu'une définition formelle soit adoptée.

Groupe de travail sur les planètes extrasolaires:

Alors que les astronomes soutiennent depuis longtemps que d'autres systèmes stellaires auraient leur propre système de planètes, la première découverte rapportée d'une planète en dehors du système solaire (aka. Planète extrasolaire ou exoplanète) n'a eu lieu qu'en 1992. A cette époque, deux radio astronomes travaillant à l'Observatoire Arecibo (Aleksander Wolszczan et Dale Frail) a annoncé la découverte de deux planètes en orbite autour du pulsar PSR 1257 + 12.

La première découverte confirmée a eu lieu en 1995, lorsque des astronomes de l'Université de Genève (Michel Mayor et Didier Queloz) ont annoncé la détection de 51 Pegasi. Entre le milieu des années 90 et le déploiement du télescope spatial Kepler en 2009, la majorité des planètes extrasolaires étaient des géantes gazeuses qui étaient soit comparables en taille et en masse à Jupiter, soit significativement plus grandes (c'est-à-dire «Super-Jupiters»).

Ces nouvelles découvertes ont conduit l'Union astronomique internationale (AIU) à créer le Groupe de travail des planètes extrasolaires (WGESP) en 1999. Le but déclaré du WGESP était "d'agir comme point focal pour la recherche internationale sur les planètes extrasolaires". À la suite de ces recherches en cours et de la détection de nombreux corps extrasolaires, des tentatives ont été faites pour clarifier la nomenclature.

En février 2003, le WGESP a indiqué qu'il avait modifié sa position et adopté la "définition de travail" suivante d'une planète:

1) Les objets dont la masse réelle est inférieure à la masse limite pour la fusion thermonucléaire du deutérium (actuellement calculée à 13 masses Jupiter pour les objets de métallicité solaire) qui gravitent autour des étoiles ou des restes stellaires sont des «planètes» (peu importe comment elles se sont formées). La masse / taille minimale requise pour qu'un objet extrasolaire soit considéré comme une planète doit être la même que celle utilisée dans notre système solaire.
2) Les objets sous-stellaires dont la masse réelle est supérieure à la masse limite pour la fusion thermonucléaire du deutérium sont des «naines brunes», peu importe comment elles se sont formées ni où elles se trouvent.
3) Les objets flottant librement dans de jeunes amas d'étoiles avec des masses inférieures à la masse limite pour la fusion thermonucléaire du deutérium ne sont pas des «planètes», mais sont des «naines sous-brunes» (ou le nom le plus approprié).

Au 22 janvier 2017, plus de 2000 découvertes d'exoplanètes avaient été confirmées, avec 3565 candidats exoplanètes détectés dans 2675 systèmes planétaires (dont 602 systèmes planétaires multiples).

Résolution 2006 de l'AIU:

Du début au milieu des années 2000, de nombreuses découvertes ont été faites dans la ceinture de Kuiper, ce qui a également stimulé le débat sur la planète. Cela a commencé avec la découverte de Sedna en 2003 par une équipe d'astronomes (Michael Brown, Chad Trujillo et David Rabinowitz) travaillant à l'Observatoire Palomar à San Diego. Les observations en cours ont confirmé qu'il mesurait environ 1000 km de diamètre et était suffisamment grand pour subir un équilibre hydrostatique.

Cela a été suivi par la découverte d'Eris - un objet encore plus grand (plus de 2000 km de diamètre) - en 2005, toujours par une équipe composée de Brown, Trujillo et Rabinowitz. Cela a été suivi par la découverte de Makemake le même jour et de Haumea quelques jours plus tard. Parmi les autres découvertes faites au cours de cette période, citons Quaoar en 2002, Orcus en 2004 et 2007 OR10 en 2007.

La découverte de plusieurs objets au-delà de l'orbite de Pluton qui étaient suffisamment grands pour être sphériques a conduit à des efforts au nom de l'AIU pour adopter une définition formelle d'une planète. En octobre 2005, un groupe de 19 membres de l'AIU a limité leurs choix à une liste restreinte de trois caractéristiques. Ceux-ci comprenaient:

Une planète est un objet en orbite autour du Soleil d'un diamètre supérieur à 2000 km. (onze voix pour)
Une planète est un objet en orbite autour du Soleil dont la forme est stable en raison de sa propre gravité. (huit voix pour)
Une planète est un objet en orbite autour du Soleil qui domine dans son voisinage immédiat. (six voix pour)

Après avoir échoué à parvenir à un consensus, la commission a décidé de soumettre ces trois définitions à un vote plus large. Cela a eu lieu en août 2006 lors de la 26e réunion de l'Assemblée générale de l'AIU à Prague. Le 24 août, la question a été soumise à un projet de vote final, qui a abouti à l'adoption d'un nouveau système de classification conçu pour distinguer les planètes des corps plus petits. Ceux-ci comprenaient:

(1) Une «planète» est un corps céleste qui (a) est en orbite autour du Soleil, (b) a une masse suffisante pour que sa gravité propre surmonte les forces corporelles rigides de sorte qu'elle assume une forme d'équilibre hydrostatique (presque ronde) , et (c) a dégagé le voisinage autour de son orbite.
(2) Une «planète naine» est un corps céleste qui (a) est en orbite autour du Soleil, (b) a une masse suffisante pour que sa gravité propre surmonte les forces corporelles rigides de sorte qu'elle assume un équilibre hydrostatique (presque rond) forme, (c) n'a pas franchi le voisinage autour de son orbite, et (d) n'est pas un satellite.
(3) Tous les autres objets, à l'exception des satellites, en orbite autour du Soleil sont appelés collectivement «petits corps du système solaire».

Conformément à cette résolution, l'UAI a désigné Pluton, Éris et Cérès dans la catégorie des «planètes naines», tandis que d'autres objets trans-neptuniens (TNO) n'ont pas été déclarés à l'époque. Ce nouveau système de classification a suscité beaucoup de controverse et certains cris de la communauté astronomique, dont beaucoup ont contesté les critères comme étant vagues et discutables dans leur applicabilité.

Par exemple, beaucoup ont contesté l’idée d’une planète dégageant son voisinage, citant l’existence d’objets géocroiseurs (NEO), les astéroïdes troyens de Jupiter et d’autres cas où de grandes planètes partagent leur orbite avec d’autres objets. Cependant, ceux-ci ont été contrés par l'argument selon lequel ces grands corps ne partagent pas leurs orbites avec des objets plus petits, mais les dominent et les emportent sur leurs orbites.

Un autre point d'achoppement a été la question de l'équilibre hydrostatique, qui est le point où une planète a une masse suffisante pour s'effondrer sous la force de sa propre gravité et devenir sphérique. Le point auquel cela se produit reste une pensée totalement floue, et certains astronomes contestent donc qu'il soit inclus comme critère.

De plus, certains astronomes affirment que ces critères nouvellement adoptés ne sont utiles que dans la mesure où les planètes solaires sont concernées. Mais comme la recherche sur les exoplanètes l'a montré, les planètes d'autres systèmes d'étoiles stellaires peuvent être considérablement différentes. En particulier, la découverte de nombreux «Super Jupiters» et «Super Earths» a confondu les notions conventionnelles de ce qui est considéré comme normal pour un système planétaire.

En juin 2008, le comité exécutif de l'AIU a annoncé la création d'une sous-classe de planètes naines dans l'espoir de clarifier davantage les définitions. Comprenant les TNO récemment découvertes, ils ont établi le terme «plutoïdes», qui inclurait désormais Pluton, Éris et toute autre future planète naine trans-neptunienne (mais exclu Cérès). Avec le temps, Haumea, Makemake et d'autres TNO ont été ajoutés à la liste.

Malgré ces efforts et les changements de nomenclature, pour beaucoup, le problème reste loin d'être résolu. De plus, l’existence possible de la planète 9 dans le système solaire externe a donné plus de poids à la discussion. Et alors que nos recherches sur les exoplanètes se poursuivent - et que des missions sans équipage (et même en équipage) sont effectuées vers d'autres systèmes stellaires - nous pouvons nous attendre à ce que le débat entre dans une toute nouvelle phase!

Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur les planètes ici à Space Magazine. Voici combien de planètes y a-t-il dans le système solaire?, Quelles sont les planètes du système solaire, les planètes de notre système solaire par ordre de taille, pourquoi Pluton n'est plus une planète, les preuves continuent de monter pour la neuvième planète, et quoi sont les planètes extrasolaires?.

Pour plus d'informations, consultez cet article de Scientific American, What is a Planet?, Et les archives vidéo de l'AIU.

Astronomy Cast a un épisode sur la crise d'identité planétaire de Pluton.

Sources: