Hygiea: voici ce qui pourrait bien être la plus petite planète naine du Système Solaire
Publié par Adrien le 29/10/2019 à 08:00
Source: ESO
Des observations effectuées au moyen de l'instrument SPHERE qui équipe le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO invitent les astronomes à classer l'astéroïde Hygiea parmi les planètes naines. Ses dimensions le situent en quatrième position des objets les plus gros de la ceinture d'astéroïdes après Cérès, Vesta et Pallas. Pour la toute première fois, et grâce à des clichés dotés d'une résolution suffisamment élevée, les astronomes ont pu étudier sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...), déterminer sa forme ainsi que sa taille. Il est ainsi apparu qu'Hygiea arbore une forme sphérique, et détrône probablement Cérès de son rang ( Mathématiques En algèbre linéaire, le rang d'une famille de vecteurs est la dimension du sous-espace vectoriel engendré par cette famille. Le théorème...) de planète naine (En astronomie, une planète naine est un type d'objet céleste du système solaire, intermédiaire entre une planète et un petit corps.) la plus petite du Système Solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit,...).


En sa qualité d'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par...) de la principale ceinture d'astéroïdes, Hygiea satisfait d'emblée à trois des quatre conditions nécessaires à le qualifier de planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre...) naine: il orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre...) du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est...), il n'est pas une Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne...) et, à la différence d'une planète, il n'a pas nettoyé les environs de son orbite. La quatrième et dernière condition serait qu'il possède une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps...) suffisante pour que sa propre gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) lui confère une forme à peu près sphérique. Or, de nouvelles observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande participation des...) effectuées au moyen du VLT ont permis de lever cette inconnue.

“L'instrument SPHERE installé sur le VLT possède des caractéristiques uniques, qui en font l'un des systèmes d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par...) les plus puissants au monde (Le mot monde peut désigner :), et ont permis de déterminer la forme d'Hygiea - une forme à peu près sphérique”, déclare Pierre Vernazza, auteur principal de cette étude et chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de...) au Laboratoire d'Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et...) de Marseille, France. “Sur la base de ces images, Hygiea peut désormais être qualifié de planète naine la plus petite du Système Solaire.”

L'équipe a également utilisé les observations de SPHERE pour contraindre la taille d'Hygiea, et établir son diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la...) à quelque 430 km. Pluton (Pluton, dont la désignation officielle est (134340) Pluton, est la deuxième plus grande planète naine connue du système solaire et le 10e plus grand astre connu orbitant le Soleil. Originellement considérée comme la plus petite planète du...), la plus célèbre des planètes naines, est caractérisé par un diamètre voisin de 2400 km. Celui de Ceres en revanche avoisine les 950 km.

En outre, les observations ont révélé que la surface d'Hygiea ne présentait aucune trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et...) du vaste cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine météoritique, voir Cratère d'impact Pour le cratère formé à la suite d'un effondrement d'origine souterrainne (érosion,...) d'impact attendu par les scientifiques, comme en témoigne l'étude parue ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée...) au sein de la revue Nature Astronomy. Hygiea est le principal membre de l'une des familles d'astéroïdes les plus étendues parce que constituée de près de 7000 membres originaires d'un seul et même corps parent. Les astronomes s'attendaient à ce que l'événement ayant conduit à la formation de cette famille nombreuse ait laissé une marque visible, profonde et étendue, à la surface d'Hygiea.

“Ce résultat constitue une véritable surprise”, ajoute Pierre Vernazza. “Nous nous attendions en effet à constater la présence d'un vaste cratère d'impact, tel celui figurant à la surface de Vesta“. En réalité, seuls deux cratères ont pu être identifiés avec certitude sur les clichés couvrant 95% de la superficie (L'aire ou la superficie est une mesure d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent cette mesure par le terme « surface » lui-même (par exemple, on parle de...) totale d'Hygiea. “Aucun de ces deux cratères n'a pu résulter de l'impact ayant donné naissance à la famille d'astéroïdes d'Hygiea, dont le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) avoisine celui d'un objet de 100 km de diamètre. Ils sont bien trop petits”, précise Miroslav Brož de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics...) d'Astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas être confondue avec la mécanique...) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) Charles de Prague en République Tchèque, par aileurs co-auteur de l'étude.

L'équipe a décidé de poursuivre ses investigations. Au moyen de simulations numériques, ils ont établi que la forme sphérique d'Hygiea et sa grande famille d'astéroïdes résultent probablement d'une collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) frontale majeure avec un gros projectile doté d'un diamètre compris entre 75 et 150 km. Leurs simulations retracent ce violent impact vraisemblablement survenu quelque 2 milliards d'années plus tôt, et responsable de la destruction complète du corps parent. Après avoir réassemblé les pièces du puzzle, ils ont conféré à Hygiea sa forme sphérique et l'ont doté de ses milliers d'astéroïdes compagnons. “La survenue d'une telle collision entre deux grands corps de la ceinture d'astéroïde (Un astéroïde est un objet céleste dont les dimensions varient de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres et qui, à la différence d’une comète, tourne autour du Soleil sur une orbite...) est unique durant les 3-4 derniers milliards d'années”, explique Pavel Seveček, doctorant (Un doctorant est un chercheur débutant s'engageant, sous la supervision d'un directeur de thèse, dans un projet de recherche sur une durée variable selon les pays et les statuts, comprenant la rédaction...) à l'Institut d'Astronomie de l'Université Charles, qui a également participé à cette étude.

L'étude détaillée des astéroïdes est permise grâce aux avancées effectuées dans le calcul numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une information dite « analogique »...) et grâce à la mise en place de télescopes toujours plus puissants. “Grâce au VLT et à l'instrument d'optique adaptative (L'optique adaptative est une technique qui permet de corriger en temps réel les déformations évolutives et non-prédictives d'un front d'onde grâce à un miroir déformable.) de nouvelle génération SPHERE, nous sommes désormais en mesure d'acquérir des clichés de la principale ceinture d'astéroïdes dotés d'une résolution sans précédent, et donc de combler le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) entre les observations effectuées depuis le sol d'une part, les missions interplanétaires d'autre part”, conclut Pierre Vernazza.
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