🔭 D�tection d'une atmosph�re autour d'un petit transneptunien

Au fin fond du Syst�me solaire, bien au-del� de Neptune, un petit corps glac� vient de surprendre les astronomes: il a d�velopp� une atmosph�re t�nue. Une v�ritable �nigme pour les scientifiques, qui peinent � expliquer l'origine de cette enveloppe gazeuse autour de (612533) 2002 XV93.

Cet objet est un petit corps de la ceinture de Kuiper, un plutino en r�sonance 2:3 avec Neptune. D'environ 500 kilom�tres de diam�tre, il est bien plus petit que Pluton (2377 km). Pourtant, comme Pluton, il poss�de une fine atmosph�re, appel�e exosph�re, qui appara�t lorsqu'il se trouve au plus pr�s du Soleil dans son orbite elliptique.


Cette exosph�re a �t� d�tect�e le 10 janvier 2024, lors d'une occultation stellaire. Une �quipe d'astronomes japonais, professionnels et amateurs, a observ� une �toile de magnitude 15 s'�teindre progressivement derri�re l'objet. Ce ph�nom�ne indique la pr�sence d'une atmosph�re qui r�fracte et att�nue la lumi�re stellaire avant l'occultation totale.

L'atmosph�re d�tect�e est extr�mement t�nue, avec une pression de surface comprise entre 100 et 200 nanobars. Cela repr�sente 5 � 10 millions de fois moins que la pression terrestre. Pour donner un ordre d'id�e, la pression atmosph�rique moyenne de Pluton est de 10 millibars, soit 100 000 fois plus �lev�e.

Quant � sa composition, elle reste une �nigme. Sur Pluton, les glaces d'azote, de m�thane et de monoxyde de carbone subliment pour former l'atmosph�re. Mais les observations du t�lescope spatial James-Webb n'ont pas d�tect� ces glaces � la surface de (612533) 2002 XV93. De plus, la temp�rature, entre 40 et 50 kelvins, est beaucoup trop basse pour sublimer la glace d'eau ou le dioxyde de carbone.

Face � cette �nigme, deux hypoth�ses sont envisag�es par l'�quipe de Ko Arimatsu. La premi�re est un impact r�cent avec un corps com�taire, dont les gaz formeraient une atmosph�re temporaire pouvant subsister jusqu'� un millier d'ann�es. La seconde serait une activit� cryovolcanique lib�rant des glaces souterraines, mais le m�canisme qui pourrait la provoquer reste inconnu.


Quelle que soit l'explication, cette d�couverte remet en question les id�es re�ues sur la formation des atmosph�res. Jusqu'� pr�sent, on pensait que seules les plan�tes de grande taille pouvaient retenir une enveloppe gazeuse dense. Ce petit objet prouve qu'il faut revoir notre compr�hension des processus atmosph�riques dans le Syst�me solaire.

Les prochaines �tapes consisteront � d�terminer la composition exacte de l'exosph�re gr�ce au t�lescope James-Webb. En surveillant sa densit� au fil du temps, on pourra trancher entre les deux sc�narios: une diminution indiquerait un impact, tandis qu'une densit� stable sugg�rerait un apport continu par d�gazage. Les r�sultats ont �t� publi�s dans Nature Astronomy.

L'exosph�re

L'exosph�re est la couche la plus externe de l'atmosph�re d'un corps c�leste. Dans cette r�gion, les particules gazeuses sont si peu denses qu'elles peuvent s'�chapper dans l'espace si leur vitesse est suffisante. Sur Terre, l'exosph�re commence vers 500 kilom�tres d'altitude, mais elle s'�tend jusqu'� plusieurs milliers de kilom�tres. Les mol�cules y sont tr�s rares, avec des collisions presque inexistantes.

Dans le Syst�me solaire, des exosph�res existent autour de corps comme Pluton, Mercure ou la Lune. Elles se forment g�n�ralement par sublimation de glaces superficielles, par impact de microm�t�orites ou par d�gazage interne. Chaque exosph�re est unique, d�pendant de la composition du corps et de son environnement.