Les Deux Soleils de Tatooine

      Nous allons maintenant nous intéresser à la mystérieuse planète Tatooine qui possède deux soleils. Ce phénomène existe-t-il dans l’univers tel que nous le connaissons à ce jour? Quelle est la configuration de ce double système solaire mis en scène dans Star Wars?

Luke regardant un coucher de soleils sur Tatooine.

      A ce titre, il convient de noter qu’une planète avec deux soleils  n'est pas une configuration nouvelle. En effet, deux tiers des étoiles connues à ce jour font partie d'un système multiple. A titre d’exemple, la planète Kepler 16-b, découverte le 15 septembre 2011 par Laurance Doyle, est en orbite autour de deux soleils. Cela démontre que le système solaire de la planète Tatooine existe au sein de notre univers.

      Mais comment peut fonctionner un système stellaire composé de deux étoiles et d’une planète? Pour cela, nous allons exposer les différentes caractéristiques que ce système peut prendre. Nous étudierons d’une part une configuration simple avec un corps comme centre des orbites des deux « satellites » et d’autre part une configuration équilatérale, c'est à dire, basée sur un triangle équilatéral formé par les corps.

          La première hypothèse évoquée ci-dessus s’apparente au cas de Kepler 16-b. Un des deux soleils est le centre du cercle sur lesquels tournent la planète et le deuxième soleil. L’orbite de ce dernier est très inférieure à celle de la planète. Ce système n'est pas transposable à celui de Tatooine car un soleil doit être plus léger  pour qu’il puisse graviter  autour d’un autre. En effet, dans Star Wars, les deux soleils sont à la même distance de la planète et ont la même taille.  Il faut donc envisager un système différent.

      La seconde hypothèse est celle d’un système stellaire composé de trois corps de même masse agissant dans un plan équilatéral. Si trois corps de même masse sont situés aux sommets d'un triangle équilatéral, la force exercée sur chaque corps par la gravitation des deux autres corps est dirigée vers le centre du triangle. La magnitude de cette force est proportionnellement inversée au carré de la distance du corps de ce centre. Chaque corps est donc soumis à une force gravitationnelle centrale exercée au centre du triangle plutôt qu'à deux forces gravitationnelles exercées par deux autres corps en mouvement.

      En conséquence, les corps peuvent exécuter en harmonie les mouvements Kepleriens le long de similaire parties coniques (homothétie). En particulier, ils peuvent bouger au long du cercle circonscrit au triangle formé par ces corps. Dans ce cas, le triangle tourne uniformément autour de son centre. Le mouvement circulaire dans la configuration du triangle équilatéral se produit si les trois corps (de masses égales) ont des vitesses initiales dirigées perpendiculairement au rayon. Ces vitesses doivent être égales et avoir des magnitudes définies. En revanche, si des magnitudes égales des vélocités initiales sont différentes de cette valeur, et/ou les vélocités ne sont pas perpendiculaires aux vecteurs du rayon (mais orientées vers les corps qui ont le même angle avec le vecteur du rayon), les corps traceront simultanément des ellipses confondues desquelles les axes formeront des angles de 120 degrés entre eux.

      Quand trois corps ont des masses égales, comme dans les exemples ci-dessus, nous pouvons facilement trouver d'instinct les possibilités de leurs mouvements dans une configuration équilatérale regardant la symétrie du système. Cependant, la configuration équilatérale peut être préservée pendant le mouvement même si les trois corps ont des masses différentes. Cela est possible car, dans une configuration équilatérale, la force totale gravitationnelle exercée sur chaque corps par les deux autres corps est dirigée vers le centre de masse de ce système et est à proportionnellement inversée au carré de la distance en partant du centre de masse. En d'autres mots, chacun des trois corps couplés par des forces mutuelles gravitationnelles peut être considéré comme bougeant dans un domaine central fixe avec la source du centre de masse du système, même si ce domaine est produit par le mouvement des deux autres corps. Cette source immobile du domaine central est caractérisée par une masse gravitationnelle valide. Donc la configuration équilatérale du système peut être préservée durant le mouvement, dans lesquels les corps vont suivre simultanément les ellipses homothétiques Keplériennes qui ont comme point commun d'être localisées au centre de masse du système. Les dimensions linéaires de ces ellipses sont proportionnellement inversées aux masses des corps Dans ce cas, le triangle équilatéral qui joint les deux corps effectue une rotation de manière non uniforme, et la longueur de ses côtés varie périodiquement pendant le mouvement. En particulier, les corps peuvent se mouvoir dans une configuration équilatérale au long de cercles concentriques. Mais cette configuration rendrait la planète inhabitable du fait de changements climatiques très brutaux car la planète serait très proche des deux soleils à un certain moment de sa révolution.

      Une autre théorie également basée sur des triangles équilatéraux pourrait quant à elle rendre la planète viable. C'est la théorie de Joseph Louis Lagrange. Cette théorie est basée sur cinq points d'équilibres pour lesquels la force de gravité des deux astres est exactement compensée par la force centrifuge due au mouvement orbital. Trois d'entre eux sont alignés avec les centres des deux étoiles. Ce sont des positions d'équilibre instables où une planète ne peut se maintenir durablement. Les deux derniers forment chacun un triangle équilatéral avec les deux soleils, ce sont des positions d'équilibre stables. Si l'on prend l'exemple du couple Soleil-Jupiter, ces deux positions sont occupées par les astéroïdes Troyens. Ceci rend Tatooine presque à un détail près. Si elle était dans cette configuration,  les deux soleils formeraient un angle de 60 degrés. Ceci est contraire à l'image de Luke devant le coucher de soleils. De plus, il n'y a pas que la vision des soleils qui est suréaliste mais l’existence de Tatooine même. L'orbite planétaire devrait respecter certains critères de distance. En effet, la distance Tatooine/soleils devrait être quatre fois plus grande que celle entre les deux soleils. Ceci n'est donc possible que pour une configuration simple mais qui donnerait aux habitants de Tatooine l'impression que les deux soleils ne font qu'un.

      Pour conclure, la planète Tatooine et ses deux soleils sont bien une invention que l'on ne peut retrouver dans notre univers connu à ce jour. Il s’agit donc  d’une vraie œuvre de science fiction tirée de l'imagination de l’auteur de l’œuvre : cette planète fictive se trouverait à 200 millions de kilomètres de ses soleils et serait dans une configuration simple où les deux soleils n’en font qu’un. Toutefois nos connaissances astronomiques en la matière étant très limitées à ce jour, l’existence réelle de Tatooine pourra être prouvée dans un proche avenir.