Vulcain, la planète introuvable
En constatant les irrégularités de l'orbite de Mercure autour du Soleil, plusieurs astronomes du XIXe siècle ont admis que le système solaire comptait une planète supplémentaire : Vulcain se serait trouvée entre Mercure et le Soleil. Avaient-ils raison ? Einstein ne leur a pas donné tout à fait tort…
Le mystère de Vulcain commence le 26 mars 1859 : ce jour-là, un astronome amateur, le docteur Lescarbault, observe le Soleil à travers un petit télescope. Soudain, il aperçoit une petite tache noire qui tranche nettement sur la lumière éblouissante de notre astres et qui se déplace lentement à la surface du disque.
Pour lui, il n'y a aucun doute : il vient de découvrir une nouvelle planète. La tache était trop rapide pour n'être qu'une simple tache solaire, et il ne peut être question de Mercure ni de Vénus, les deux planètes considérées jusque-là comme les plus proches du Soleil.
La tache noire semblant posséder une tesse de rotation autour du Soleil supérieure à celle de Mercure, le docteur Lescarbault en conclut logiquement que sa « planète » baigne dans les environs immédiats de l'atmosphère solaire et qu'elle est extrêmement chaude. Il la baptisé alors Vulcain, du nom du dieu du Feu chez les Romains.
Cette découverte n'est pas une surprise pour Urbain La Verrier, une des sommités scientifiques françaises de l'époque. Quelques années avant l'observation de l'astronome amateur. Le Verrier a étudié les effets de l'attraction de chaque planète sur la trajectoire des autres planètes. Dès le début de ses travaux, il constate une anomalie : l'orbite de Mercure pivote sur son axe. Quelque chose vient fausser la régularité de la course de la planète autour du Soleil.
L'astronome Urbain Le Verrier, dont les calculs ont laissé penser qu'il pouvait exister une planète entre Mercure et le Soleil.
Pour le célèbre astronome, ce « quelque chose » ne peut avoir que trois explication : ou tous les calculs sur la masse de Vénus sont faux ; ou ceux – et les iens en particulier – sur le pouvoir d'attraction de Mercure sont également faux ; ou bien il existe, entre le Soleil et Mercure, une planète inconnue…
Le Verrier se désintéresse rapidement de ces hypothèses pour se consacrer à une autre anomalie, similaire, détectée dans l'orbite d'Uranus, la planète la plus lointaine du Soleil connue à l'époque. Ses calculs le conduiront à découvrir Neptune, l'avant-dernière du système solaire.
Aussi, quand le docteur Lescarbault annonce triomphalement qu'il vient de découvrir une planète entre Mercure et le Soleil, le savant n'est pas surpris. Il n'en reste pas moins méfiant. Pour vérifier les dires de Lescarbault et « tester » son matériel, il prend une fausse identité et lui rend visite. Après ce premier contact, Le Verrier est convaincu : Vulcain existe bien. Il calcule que la nouvelle planète se trouve à 21 millions de kilomètres du Soleil, soit à environ un tiers de la distance entre Mercure et le Soleil et à un septième de la distance entre la Terre et le Soleil. Selon l'astronome qui à découvert Neptune, Vulcain tournerait autour du Soleil en dix-neuf jours et dix-sept heures.
Voilà qui est précis ! Le Verrier va même plus loin : il précise que la trajectoire de Vulcain est, comme celle de Mercure, « inclinée ». Elle ne traverse pas régulièrement le disque solaire. Il n'en prédit pas moins la prochaine apparition de Vulcain pour le mois de mars ou d'avril 1860. Pendant deux mois, les astronomes du monde entier scrutent en vain le ciel. Ils ne voient rien. Le Verrier pense que le passage de Vulcain a eu lieu la nuit, à un moment où le Soleil n'était pas visible…
En mars 1862, on redécouvre Vulcain. Un astronome amateur anglais revoit un point noir traverser la surface solaire en un lieu qui vient corroborer l'observation du docteur Lescarbault. A partir de ce témoignage, deux astronomes français calculent de nouveau l'orbite de Vulcain. Radau estime que Vulcain est à peu plus de 21 millions de kilomètres du Soleil, ce qui lui ferait faire une révolution complète en dix-neuf jours et vingt-deux heures. De son côté, Valz trouve un peu plus de 19 millions de kilomètres et seulement dix-sept jours et treize heures de révolution autour du Soleil. Des résultats plutôt proches de ceux de La Verrier.
Vulcain devient une planète quasi officielle. Pour mieux l'observer, les astronomes se donnent rendez-vous en juillet 1878 : ce jour-là, une éclipse complète du Soleil sera parfaitement visible des Etats-Unis. Il sera alors temps de vérifier les dires de ceux qui croient à Vulcain.
James Craig Watson
Le 29 juillet 1878, une étoile inattendue apparaît dans les environs du Soleil. Le professeur James C. Watson, le directeur de l'observatoire d'Ann Arbor, aperçoit un astre inconnu à deux degrés et demi du Soleil. Un amateur expérimenté, déjà découvreur de plusieurs comètes, en remarque deux, à trois degrés au sud-ouest du Soleil. Il identifie l'une de ces étoiles comme Theta du Cancer. L'autre ne peut donc être que Vulcain …
Les deux hommes s'accordent sur la couleur rouge de Vulcain. Pour James C. Watson, qui a bénéficié d'un matériel plus sophistiqué que celui de son cllègue amateur, l'astre aperçu avait une forme de disque bien définie et tout l'aspect d'une planète. Dans plusieurs livres, on énonce alors la liste des planètes en commençant par Vulcain !
L'astronome américain Simon Newcomb (1835-1909). Un des premiers à mettre en doute l'existence de Vulcain.
Tous les astronomes ne sont pourtant pas convaincus. Un des plus sceptiques est Simon Newcomb, un théoricien américain des orbites célestes. Ce savant est passé dans l'histoire comme étant celui qui a toujours soutenu – même après la démonstration des frères Wright !- qu'il était tout à fait impossible de voler pour un objet plus lourd que l'air… Néanmoins, ses calculs d'astronomie pure étaient remarquablement précis et ils allaient être vérifiés et confirmés des dizaines d'années plus tard.
Pour Newcomb, des observations d'amateurs ne pouvaient être prises au sérieux quand des dizaines d'observatoires très bien équipés scrutaient le ciel tous les jours et ne trouvaient rien. Pour lui, les taches prises pour Vulcain n'étaient que de vulgaires taches solaires, phénomène découvert au cours de la première moitié du XIXe siècle et bien connu des astronomes à cette époque.
En France, d'autres autorités scientifiques émettent des doutes sur les observations réalisées avec un matériel aussi primaire que celui du docteur Lescarbault. Le Verrier lui-même avait mis en garde contre « les défauts des instruments utilisés et les erreurs auxquelles ils pouvaient conduire ».
En 1891, Lescarbault déclare à l'Académie des sceinces qu'il a découvert une nouvelle étoile dans la constellation du Lion. Après vérifications, il ne s'agit que de… Saturne ! De là à songer que son observation de Vulcain est à reconsidérer, il n'y a qu'un pas que de nombreux savants franchissent allègrement, et, à propos de sa « tache noire » sur le Soleil, on parle d'oiseau ou d'impureté dans le téléscope !
En examinant de plus près les observations faites au cours de l'éclipse de 1878, on s'aperçoit qu'elles étaient manifestement floues et imprécises. Watson et Swift, l'amateur, ont tous deux vu quelque chose. Mais quoi ?
Lewis Swift
Un argument logique vient achever de ruiner la croyance en l'existence de Vulcain : tous ceux qui ont prétendu avoir vu la fameuse planète en ont parlé comme d'un astre très pâle, un des plus pâle du ciel. Or, selon Le Verrier, pour perturber à ce point Mercure, il faudrait que l'hypothétique planète soit au moins trois ou quatre fois plus lourde que Mercure.
Aussi lourde et aussi proche du Soleil, Vulcain devrait être au moins aussi brillante que Vénus, qui est l'astre le plus brillant du ciel (dix fois plus que Sirius, la plus lumineuse des étoiles). Au moment des éclipses solaires, on ne devrait donc plus voir que Vulcain dans le ciel, et il serait étonnant, alors que des éclipses solaires se produisent tous les ans, que personne n'ait jamais aperçu cet astre.
Il reste donc à comprendre pourquoi, en l'absence de planète inconnue, l'orbite de Mercure est ainsi perturbée. Jusqu'aux travaus d'Albert Einstein, ce phénomène devait demeurer inexpliqué. Avec la théorie de la relativité, qui pose une nouvelle loi de la gravitation, tout peut s'expliquer. Et Vulcain réapparaît, mais sous une autre forme !
Avec la théorie d'Einstein – confirmée par des milliers d'études -, il ne peut y avoir de planète entre Mercure et le Soleil. En revanche, plus près de Mercure que du Soleil, il peut exister de minuscules planètes, dont l'influence expliquerait les anomalies de l'orbite mercurienne.
Ces planètes seraient semblables aux astéroïdes qui existent entre Mars et Jupiter : il s'agirait de petites masses de rocs, longues de 10 à 15 km, dont le rayonnement est trop faible pour être vu par un œil humain. En 1979, une équipe d'astronomes américains a extimé qu'il pourrait exister un essaim composé de 1 million de ces astéroïdes à la limite de l'atmosphère solaire ; ensemble, ils pourraient constituer une sorte d'anneau comparable à l'un de ceux qui entourent Saturne.
L'observatoire du docteur Lescarbault, qui, en 1859, a cru découvrir Vulcain.
Pour étudier ces astéroïdes, l'astronome Henry C. Courten a pris des photographies au cours d'une éclipse : elles laissent penser que ces masses minérales sont « dominées » par un grand astéroïde qui aurait 200 à 800 km de diamètre. Cette découverte, qui demande à être confirmée, pourrait expliquer les déviations de l'orbite de Mercure par l'influence de ce petit Vulcain, que renforceraient des millions de minuscules Vulcain disséminés tout autour…
Ainsi, nous aurions 1 million de planètes qui tournent autour du Soleil, jusqu'à s'écraser dans sa lumière, à la manière des étoiles filantes qui viennent mourir dans notre atmosphère.
Il faudra sans doute attendre les informations sur la « banlieue » du Soleil que transmetteront des sondes solaires pour connaître enfin la vérité sur Vulcain, la planète découverte par des astronomes amateurs ?