Des astronomes découvrent un système à trois corps dans le Système solaire externe

Des astronomes ont mis en évidence une configuration rare au sein de la ceinture de Kuiper, une région située aux confins du Système solaire. Longtemps considéré comme un système binaire, l’ensemble d’objets connu sous le nom de 148780 Altjira semble en réalité constituer un système triple. Cette configuration particulière, appelée « problème à trois corps », décrit un phénomène complexe d’interaction gravitationnelle entre trois masses distinctes.

Une remise en question des observations passées

Découvert en 2001, Altjira était initialement perçu comme un système binaire composé de deux masses glacées en orbite l’une autour de l’autre, à environ 6 milliards de kilomètres de la Terre. Ces objets, séparés d’environ 7 600 km, semblaient constituer un couple gravitationnel stable. Cependant, une étude récente publiée dans The Planetary Science Journal a révélé que l’un de ces corps pourrait être lui-même composé de deux objets plus petits en rotation rapprochée.

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L’équipe de chercheurs a abouti à cette hypothèse après une analyse approfondie des données collectées par le télescope spatial Hubble et l’observatoire W. M. Keck, sur une période de 17 ans. Les changements subtils dans l’orbite du corps externe d’Altjira suggèrent qu’il est influencé par deux masses plutôt qu’une seule. Cependant, en raison de la distance astronomique qui nous sépare de ce système, la séparation visuelle des objets internes n’a pas encore pu être confirmée.

« Parmi les différents scénarios modélisés, un système triple correspondait le mieux aux données », explique Maia Nelsen, astronome à l’université Brigham-Young et auteure principale de l’étude. Elle précise néanmoins qu’il est aussi possible que ce corps interne soit un « binaire de contact » (deux objets en contact direct agissant comme un seul) ou qu’il s’agisse d’une structure étonnamment plate, « ressemblant à une crêpe ».

Le mystère du problème à trois corps

Dans les dix prochaines années, une opportunité unique pourrait permettre d’approfondir ces observations. En effet, Altjira entrera dans une « saison des éclipses », une période au cours de laquelle le corps externe passera fréquemment entre le Soleil et le corps interne. Cette configuration offrira aux astronomes une occasion d’étudier de plus près ses interactions orbitales. Le télescope spatial James-Webb, avec ses capacités d’imagerie avancée, devrait être déterminant dans cette étude. 

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Le « problème à trois corps » est une difficulté mathématique majeure qui intrigue les scientifiques depuis des siècles. Lorsque trois masses similaires sont en interaction gravitationnelle, leurs trajectoires deviennent imprévisibles et extrêmement sensibles aux variations initiales. Un changement infime peut altérer l’ensemble du système, rendant difficile toute prédiction de leur mouvement à long terme.

Ce défi scientifique a inspiré de nombreuses recherches et a même été au cœur d’un roman et d’une série télévisée récente. Bien que plusieurs solutions aient été trouvées dans le cas de systèmes triples composés d’étoiles, comme celui d’Alpha Centauri, aucune solution unique et universelle n’existe pour résoudre ce problème.

Une découverte qui en annonce d’autres ?

Si la nature triple d’Altjira se confirme, il ne serait que le deuxième système de ce type identifié dans la ceinture de Kuiper, après 47171 Lempo, qui présente une configuration similaire. Toutefois, cette région du Système solaire abrite environ 40 systèmes binaires déjà connus, dont plusieurs pourraient en réalité être des systèmes triples non identifiés.

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Les astronomes estiment que la ceinture de Kuiper contient environ 3 000 objets déjà recensés, mais ce chiffre pourrait atteindre plusieurs centaines de milliers d’astres de plus de 16 km de diamètre. Cette région reculée du Système solaire pourrait donc révéler de nombreux autres systèmes à trois corps, enrichissant notre compréhension des dynamiques orbitales complexes qui régissent notre Univers.

Comme le souligne l’astronome Maia Nelsen, « l’Univers est rempli de systèmes à trois corps, et la ceinture de Kuiper ne fait probablement pas exception ». Par ailleurs, des astronomes font une étrange découverte aux confins du Système solaire.