Le Soleil aurait pu avoir un compagnon, une étoile de masse similaire, perdu au tout début de son existence. L'hypothèse d'un système binaire serait utile pour mieux cerner deux éléments hypothétiques : le Nuage de Oort et la Planète Neuf.

Le Soleil n’aurait peut-être pas toujours été une étoile aussi solitaire. Se pourrait-il qu’il ait eu un jumeau, c’est-à-dire une étoile compagnon de masse similaire, perdu depuis longtemps ? Deux astronomes de l’université de Harvard explorent cette hypothèse dans une étude, publiée le 18 août 2020 dans The Astrophysical Journal (dont une version prépubliée du texte est en accès libre sur arXiv).

Les auteurs envisagent l’existence d’ « un compagnon binaire temporaire du Soleil qui n’aurait pu exister que dans l’amas qui a donné naissance au Soleil ». D’après eux, ce scénario permettrait de mieux cerner deux éléments hypothétiques : le nuage de Oort (une sphère qui serait formée de comètes, entourant le système solaire) ainsi que la Planète Neuf (une planète qui aurait été repérée de façon indirecte).

Le Soleil et le Nuage de Oort. // Source : Wikimedia/CC/NASA / JPL-Caltech (annotations Numerama)

Le Nuage de Oort, « un puzzle non résolu »

« L’origine du Nuage de Oort est un puzzle non résolu », soulignent les astronomes. La formation de cette structure est généralement expliquée par la dispersion des débris laissés lors de la formation du système solaire et de systèmes voisins (le nuage de Oort du Soleil aurait des interactions avec celui d’autres étoiles). Mais les modèles employés étaient insatisfaisants pour expliquer ses caractéristiques : pour les auteurs, l’hypothèse d’un ancien système binaire apporte une amélioration. D’ailleurs, « la plupart des étoiles semblables au Soleil sont nées avec des compagnons binaires », observe Amir Siraj, l’un des auteurs de l’étude, dans un communiqué.

Or, « les systèmes stellaires binaires sont capables de capturer des objets d’arrière-plan », rappellent les scientifiques, et ce bien plus efficacement que des étoiles isolées. « Si le Nuage de Oort s’est formé comme observé, cela impliquerait que le Soleil avait un compagnon de masse similaire qui a été perdu avant que le Soleil ne quitte son amas de naissance », complète Abraham Loeb, l’autre auteur du texte, dans le communiqué. Le Nuage de Oort aurait pu être capturé par le Soleil et son jumeau. Comprendre les origines de cette structure est important, car elle pourrait avoir joué un rôle dans l’histoire de la Terre (en apportant, par exemple, de l’eau).

La Planète Neuf capturée ?

Et la Planète Neuf, dans tout ça ? Dans ce scénario, les deux astronomes indiquent qu’il y aurait « une surabondance des planètes naines avec des orbites similaires à la Planète Neuf ». Si la Planète Neuf était découverte, on pourrait déduire de la présence d’un tel nuage d’objets aux orbites liées que l’astre aurait été capturé (et non qu’il se serait formé dans le système solaire), estiment les astronomes. Ceci donnerait alors du crédit à l’idée que le Soleil aurait autrefois pu avoir un compagnon.

À supposer que ce jumeau ait existé, encore faudrait-il découvrir où il a bien pu s’échapper (après la capture du Nuage de Oort et de la Planète Neuf, donc). « Le compagnon du Soleil perdu depuis longtemps pourrait maintenant être n’importe où dans la Voie lactée », selon Amir Siraj.

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