Konstantin Batygin, l’astronome qui traque une planète que personne n’a vue

Konstantin Batygin

Photo: Christopher Michel / CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Naissance	23 mars 1986 Moscow, Soviet Union
Profession	Astronome et planétologue
Récompenses	Bourse Packard pour les Sciences et l'Ingénierie

De temps à autre, quelqu’un demande à Konstantin Batygin si Planet Nine existe vraiment, et il répond ce que la plupart des scientifiques préfèrent éviter de dire : il pense qu’elle est bien là. Depuis près d’une décennie, il calcule où devrait se trouver ce monde caché au-delà de Neptune et pourquoi personne ne l’a encore repéré, sachant qu’une campagne d’observation suffisamment poussée pourrait faire passer ses travaux pour visionnaires ou pour insensés. Peu de chercheurs associent leur nom à une prédiction susceptible d’être aussi publiquement démentie. Batygin, professeur de sciences planétaires à Caltech et également leader d’un groupe de rock, semble à l’aise avec cette exposition.

Cette prise de pari l’a conduit à travers trois pays. Batygin est né à Moscou. Son père, Yuri Batygin, est physicien spécialisé dans les accélérateurs ; son travail a amené la famille à Wakō, près de Tokyo, où se trouve l’accélérateur de particules du RIKEN. Le jeune garçon y a terminé ses études dans une école primaire publique japonaise et s’est entraîné au karaté, dans le style Gōjū-ryū.

La famille s’est installée à Morgan Hill, en Californie, en 1999, alors que Batygin, né le 23 mars 1986, avait 13 ans. Il a choisi l’Université de Californie à Santa Cruz, en partie pour sa plage et en partie parce qu’elle lui permettait de continuer à jouer avec son groupe, The Seventh Season. En deuxième année, il a rencontré l’astronome Gregory Laughlin, avec qui il a commencé à étudier l’évolution dynamique du système solaire à long terme. Son mémoire de premier cycle sur la stabilité du système lui a valu le Loren Steck Award, lorsqu’il a obtenu son diplôme d’astrophysique en 2008. Il a ensuite décroché un doctorat en sciences planétaires à Caltech en 2012, puis occupé des postes postdoctoraux à l’Observatoire de la Côte d’Azur, à Nice, et à l’Institute for Theory and Computation de Harvard. Caltech l’a recruté comme professeur assistant en 2014, avant de le nommer professeur titulaire en 2019.

Avant que Planet Nine ne le fasse connaître du grand public, il s’était forgé une réputation en empruntant à un domaine de la physique des outils pour résoudre des problèmes relevant d’un autre. En 2010, avec David Stevenson, il a montré que les Jupiter chauds peuvent se dilater sous l’effet de la dissipation ohmique : la chaleur dégagée par les courants électriques produits par des vents ionisés lorsqu’ils traversent le champ magnétique d’une planète. En 2015, avec Laughlin, il a avancé que le jeune système solaire abritait autrefois une population de planètes très proches du Soleil, détruites lorsque Jupiter a migré à travers la nébuleuse solaire.

En janvier 2016, il a publié avec Mike Brown, l’astronome de Caltech dont les découvertes dans les régions externes du système solaire ont contribué à faire sortir Pluton du club des planètes, un article dans The Astronomical Journal. Ils y soutenaient qu’une poignée de corps lointains, au-delà de Neptune, avaient des orbites regroupées dans une même direction. Leur explication : une planète invisible, plusieurs fois plus massive que la Terre, suivant une orbite longue et très allongée. Les deux chercheurs ont depuis affiné leur hypothèse et, en 2021, leur meilleure estimation situait cette planète autour de six masses terrestres. Leurs propres recherches dans les archives d’observations du ciel, d’abord celles du Zwicky Transient Facility, puis celles de Pan-STARRS, n’ont rien révélé, tout en réduisant la portion du ciel où la planète pourrait encore se cacher.

La fragilité de l’hypothèse a toujours résidé dans la base de données, et les critiques ne se sont pas privés de le souligner. Le regroupement des orbites repose sur un petit nombre d’objets transneptuniens extrêmes ; or, les relevés qui ne peuvent observer que certaines parties du ciel à certaines périodes de l’année sont susceptibles de faire apparaître des motifs inexistants. L’Outer Solar System Origins Survey n’a trouvé aucun regroupement de ce type dans son échantillon, soigneusement calibré, et, en 2021, une équipe dirigée par Kevin Napier, de l’Université du Michigan, a conclu que ses données ne permettaient pas d’exclure une répartition uniforme des orbites. Brown et Batygin ont répliqué qu’après correction des biais d’observation, le regroupement restait significatif avec un degré de confiance de 99,6 %, et que les relevés utilisés par leurs détracteurs comportaient eux aussi des angles morts. La controverse soulève une inquiétude légitime : une hypothèse dont la masse et l’orbite sont constamment révisées à mesure que de nouveaux objets sont découverts peut finir par sembler impossible à réfuter. Batygin a répondu en publiant des prédictions susceptibles de le mettre dans l’embarras, comme dans un article de 2024 cosigné avec Alessandro Morbidelli, Brown et David Nesvorný. Les auteurs y décrivent des objets à faible inclinaison qui croisent l’orbite de Neptune et que la planète devrait continuer à pousser vers la région des planètes géantes.

Planet Nine fait les gros titres, mais ne constitue pas l’essentiel de ses travaux scientifiques. En 2018, il a montré que l’évolution des disques astrophysiques pouvait être modélisée à l’aide de l’équation de Schrödinger, et avancé que le couplage magnétique avec un disque environnant expliquait pourquoi Jupiter et Saturne tournent bien en dessous de leur vitesse de rupture. En 2020, avec Morbidelli, il a décrit la formation des lunes galiléennes à partir de grains glacés de quelques millimètres, piégés autour du jeune Jupiter. En 2023, les deux chercheurs ont soutenu que les super-Terres, les planètes les plus répandues dans la galaxie, se forment à l’intérieur d’étroits anneaux de planétésimaux rocheux, et que le système solaire n’en compte aucune parce que son propre anneau était relativement peu massif. En 2025, dans un article publié dans Nature Astronomy avec Fred Adams, il s’est appuyé sur les orbites des petites lunes internes de Jupiter, Amalthea et Thebe, pour reconstituer l’état de la planète environ 3,8 millions d’années après la formation des premiers solides : son rayon était alors à peu près deux fois celui d’aujourd’hui et son champ magnétique environ 50 fois plus puissant.

Ses travaux les plus récents portent plutôt sur un avenir très lointain. En 2026, Batygin, Jim Fuller et Adams ont avancé dans The Astrophysical Journal Letters que la perte de masse épisodique et asymétrique du Soleil en fin de vie déstabiliserait probablement les planètes externes dans le milliard d’années suivant sa transformation en naine blanche, réduisant bien davantage que ne le laissaient penser les estimations précédentes la durée de vie du système planétaire. La même année, Batygin et Morbidelli se sont appuyés sur des résonances orbitales resserrées, comme celles observées autour de Kepler-36, pour étayer l’idée que les planètes migrent sur de grandes distances. Batygin enseigne également à Caltech, pour l’année universitaire 2026-2027, des cours sur la formation des systèmes planétaires et sur la physique planétaire.

En dehors du laboratoire, il reste le chanteur et guitariste de The Seventh Season. Il a aussi joué son propre rôle dans des documentaires, notamment NOVA, la minisérie de 2019 The Planets et plusieurs épisodes de How the Universe Works. Forbes l’a inclus dans sa liste des 30 personnalités de moins de 30 ans dans le domaine scientifique en 2015, Popular Science l’a désigné parmi ses Brilliant 10 en 2016 et il a reçu, en 2017, une bourse Packard pour les sciences et l’ingénierie.

Le test qu’il attend est désormais en cours. Le Vera C. Rubin Observatory a lancé en 2026 son relevé décennal Legacy Survey of Space and Time. En couvrant le ciel austral en profondeur et à intervalles répétés, il devrait fournir le type de données capables soit de repérer une planète pâle et lente, située à plusieurs centaines de fois la distance Terre-Soleil, soit de montrer que le regroupement à l’origine de l’hypothèse n’a jamais existé. L’un ou l’autre résultat tranchera le débat qui a marqué la vie publique de Batygin, et les prochaines années d’observations du Rubin détermineront lequel des deux il obtiendra.

Étiquettes: Mike Brown, Système solaire, Caltech, Konstantin Batygin, astronomes, Planet Nine

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