LA LOI DE TITIUS-BODE

Depuis les travaux de 1772 de l'astronome allemand Johann Elert Bode, tous les astronomes s'interrogeaient sur cette planète hypothétique : Bode avait en effet trouvé que les positions des planètes du système solaire connues à l'époque s'accordaient avec une loi empirique découverte en 1766 par le mathématicien Johann Daniel Tietz (qui signait ses travaux du pseudonyme latin Titius).

J.E. Bode (1747-1826)

La loi de Titius-Bode s'établit comme suit : inscrivons la suite des nombres : 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, 384... Ajoutons maintenant le nombre 4 à chacun d'eux : 4, 7, 10, 16, 28, 52, 100, 196, 388... Si nous exprimons les distances des planètes en Unités Astronomiques, c'est à dire en fonction de la distance Terre - Soleil (1 UA = 149 597 870 km), nous trouvons une relation étonnante, la loi de Titius-Bode où D = 0.4 + 0.3 (2 n) où n correspond au rang des planètes compté à partir de Vénus. Cette drôle de loi décrivait effectivement remarquablement bien les positions réelles des planètes en orbite autour du Soleil.

Cette loi empirique avait cependant un accroc : elle prédisait l'existence d'une planète entre Mars et Jupiter, à environ 2.8 Unités Astronomiques. Planète que personne ne trouva... au tournant du XIXe siècle, un grand espace vide s'étendait donc entre Jupiter et Mars.

Lorsque le 1er janvier 1801, Piazzi découvrit fortuitement Cérès, il eût l'espoir d'avoir comblé ce trou. mais très vite, il fallut déchanter : Cérès était bien trop petite pour mériter le titre de planète; tout juste 1003 km de diamètre ! Un an plus tard, l'astronome Olbers découvrit une deuxième petite planète, Pallas (608 km de diamètre) à peu près à la même distance.

H.W. Olbers (1758-1840)

Puis, ce fut le tour de Juno, puis de Vesta. Les découvertes se succédèrent à un rythme rapide. L'évidence crevait les yeux : l'espace libre laissé par la loi de Titius-Bode entre les orbites de Mars et de Jupiter était peuplé par une myriade de planètes mineures que l'on baptisa astéroïdes sur la proposition de l'astronome William Herschel. En 1868, 100 astéroïdes avaient déjà été repérés. Aujourd'hui, tous ces corps constituent la Ceinture principale des astéroïdes, située entre Mars et Jupiter.

Que reste-t'il aujourd'hui de la "loi de Titius-Bode", si séduisante au premier abord ? Le baptême du feu des observations astronomiques lui a été fatal : il n'y a pas de véritable planète entre Mars et Jupiter. En particulier, la découverte de nouvelles planètes comme Uranus et Neptune ont eu raison de la loi de Titius-Bode : les astronomes se sont vite aperçus que plus on s'éloigne du Soleil et plus grandit l'écart entre les prévisions de la loi et les positions réelles des planètes.

Les connaissances modernes ont néanmoins permis d'expliquer les raisons de la répartition des orbites des planètes du système solaire : il existe des phénomènes de résonances entre les orbites. Certaines orbites autour du Soleil sont ainsi suffisamment stabilisées pour que des planètes s'y soient développées. A l'inverse, d'autres orbites sont soumises à des effets de marées gravitationnelles qui y interdisent toute agrégation stable des cailloux circulant dans cette région et, "a fortiori", toute naissance d'une vraie planète. C'est ce qui s'est passé au niveau de la ceinture des astéroïdes que l'influence du champ gravitationnel de l'énorme planète Jupiter a empêché de former une planète lors de la naissance du système solaire.

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