Cérès, un objet trans-neptunien ?

Publié par Adrien le 18/01/2017 à 00:00
Source: CNRS-INSU
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Une équipe internationale composée principalement de chercheurs français du LAM (CNRS-Aix-Marseille université) a révélé la présence de poussières exogènes à la surface de la planète naine Cérès, le plus gros astéroïde de la ceinture principale. Cette contamination provient vraisemblablement d'un nuage de poussières situé dans la ceinture principale externe et qui s'est formé à la suite d'une collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de...) récente, il y a un moins de 10 millions d'années. Cette étude remet en question le lien de parenté entre Cérès et les astéroïdes de sa classe spectrale (dits de type C) et ouvre la possibilité d'une origine trans-neptunienne: Cérès et Orcus pourraient être "jumeaux". Cette étude est publiée le 16 janvier 2017 dans The Astronomical Journal.

Les poussières interplanétaires, qui sont à l'origine de la plupart des étoiles filantes, représentent la fraction la plus importante de la matière extraterrestre accrétée par la Terre. Une équipe menée par Pierre Vernazza, CNRS au Laboratoire d'Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...) de Marseille, LAM a démontré qu'il en est vraisemblablement de même pour les astéroïdes.Pierre Vernazza explique "en analysant les propriétés spectrales de la planète naine (En astronomie, une planète naine est un type d'objet céleste du système solaire,...) Cérès, nous avons détecté la présence d'un composant anhydre à sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) (des particules fines de pyroxène). Or tous les modèles d'évolution thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...) pour cet objet prédisent une surface composée uniquement de minéraux hydratés (carbonates, phyllosilicates). L'hypothèse d'une origine endogène pour les particules de pyroxène semble ainsi peu plausible et une origine exogène apparaît comme la plus probable".


Pour cette étude, les observations ont été réalisées dans l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...) thermique avec SOFIA, un télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) embarqué à bord d'un avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale...). Crédits: DLR

L'équipe s'est ensuite penchée sur la source de cette contamination. Les bandes de poussières produites au sein de la ceinture principale à la suite de collisions majeures entre astéroïdes apparaissent comme les sources les plus probables. En particulier, la bande dite alpha, issue de la famille collisionelle Beagle (une sous famille de celle de Thémis) s'est formée il y a moins de 10 millions d'années et constitue une source majeure de poussières dans la partie externe de la ceinture principale. Des observations récentes ont par ailleurs montré que la poussière de pyroxène est une des briques principales à partir de laquelle le corps parent de la famille de Thémis s'est formé. La bande de poussière alpha serait ainsi une source de contamination plausible de la surface de Cérès.

Si le pyroxène observé à la surface de Cérès est de nature exogène, alors plus rien ne relie Cérès aux autres astéroïdes de sa classe spectrale (dits de type C). Le fait que les silicates hydratés à sa surface soient riches en ammoniac ouvre la possibilité d'une origine trans-Neptunienne: Cérès et Orcus pourraient être "jumeaux". Ainsi, Cérès pourrait, de même que les astéroïdes de type P et D pour lesquelles une origine trans-Neptunienne est évoquée, s'être formé aux confins du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...) et aurait atterri dans la ceinture principale à la suite de la migration des planètes géantes.


Composition de surface et structure interne de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) naine Cérès. La surface apparaît comme un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...) de poussières anhydres (pyroxène) vraisemblablement exogènes et de poussières hydratéesendogènes (phyllosilicates, carbonates). Les modèles prédisent également la présence d'un noyau rocheux. Crédits: LAM/NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Cette étude suggère par la même occasion que la présence surprenante et à ce jour inexpliquée de pyroxène à la surface des astéroïdes métalliques est une conséquence directe de l'impact de ces poussières. Ainsi, il semble que la contamination par ces particules fines soit un processus global qui affecte la surface de tous les astéroïdes situés à proximité de cette bande de poussières.

Pierre Vernazza conclue "cette étude résout une question de longue date puisqu'on s'est toujours demandé à quel point les signatures spectrales des astéroïdes reflétaient réellement leur composition originelle ou celle des matériaux qui les impactent. Il s'avère que le niveau de contamination ne dépasse pas les ~20% et que la composition originelle reste spectralement bien identifiable."
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