L'intérieur de la planète naine Cérès révélé
Publié par Adrien le 23/08/2016 à 00:00
Source: Observatoire de Paris
La planète naine Cérès est "partiellement différenciée": elle contient un noyau rocheux, entouré d'un manteau riche en éléments volatiles. C'est ce qui ressort de l'analyse des données fournies depuis un an par la mission spatiale Dawn de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable du programme spatial des États-Unis...), et dont le résultat est paru dans un article de Nature en date du 4 août 2016. Cette étude pilotée par le Jet Propulsion Laboratory (Le Jet Propulsion Laboratory (JPL), basé à Pasadena aux États-Unis, est une joint-venture entre la NASA et le Caltech qui est chargé de la construction et de la...) de la NASA implique la collaboration d'un 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 recherche sont...) de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique équipé de bons instruments permettant d'établir...).

Avec un rayon de 470 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.), Cérès est le corps le plus large de la ceinture principale d'astéroïdes, située entre Mars et Jupiter, qui en contient plus de 700 000. Longtemps, cet 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 une étiquette...) a intrigué les scientifiques, sa 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...) représentant un quart de celle cumulée de tous les astéroïdes de la ceinture.

En 2005, le télescope spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet de la Terre...) obtenait une image floue de 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...) et une première estimation de sa forme globale.

Depuis le 6 mars 2015, la sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour étudier à plus ou moins grande distance les corps célestes se trouvant...) Dawn de la NASA, lancée en 2007, est en 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...) Cérès, et c'est la première fois qu'une sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela couvre à la fois les mesures in situ (champs...) est en orbite autour d'une planète naine (En astronomie, une planète naine est un type d'objet céleste du système solaire, intermédiaire entre une planète et un petit corps.).


Surface de Cérès
Images prises par les caméras de la sonde Dawn de la NASA. © NASA

Depuis un an qu'elle collecte des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.), Dawn permet aujourd'hui de dévoiler l'intérieur de ce corps à partir des milliers d'images de la surface prises par ses caméras, et la détermination de son champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.).

Le champ de gravité est déduit de la reconstruction précise de la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) de la sonde autour de Cérès, sur la base d'enregistrement de signaux radios (A supprimer) transmis et reçus entre la sonde et de larges antennes sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...), composantes du réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit...) "Deep Space Network".

Une densité plus faible qu'attendu

L'analyse des données (L’analyse des données est un sous domaine des statistiques qui se préoccupe de la description de données conjointes. On cherche par ces méthodes à donner les liens pouvant exister entre les...) (topographie et gravité) a été pilotée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, dans le cadre d'une coopération scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) internationale à laquelle a participé Nicolas Rambaux, maître de conférences de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et...) Pierre et Marie Curie (Maria Sk?odowska-Curie (née à Varsovie le 7 novembre 1867 et décédée à Sancellemoz le 4 juillet 1934), connue en France sous le nom de Marie Curie, est une...) à l'Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la...) (Institut de mécanique céleste (La mécanique céleste est un terme qui désigne la description du mouvement d'objets astronomiques tels que les étoiles et planètes à l'aide des théories...) et de calcul des éphémérides - IMCCE: Observatoire de Paris / CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) / UPMC / université Lille 1).


Intérieur de la planète naine Cérès
Représentation de la structure interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une...) de Cérès à partir des données du champ de gravité mesurées par la mission spatiale de la NASA Dawn.Crédit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Elle a permis de montrer que l'intérieur de Cérès est "partiellement différencié" en un manteau riche en éléments volatiles et un noyau rocheux contenant des traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la responsabilité de la Commission européenne...) d'éléments volatiles.

Ainsi la densité moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous...) de Cérès est de 2162 kg/m3, et s'avère bien plus faible que la densité moyenne des autres corps rocheux 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, notre système...) tels que la 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....) ou Vesta.

La comparaison des données de topographie et de gravité montre que la topographie est compensée par isostasie, avec la présence d'une couche de faible viscosité en profondeur.

Enfin, le profil de densité déduit des nouvelles données de gravité, ainsi que l'étude de l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et des roches dans Cérès, suggèrent que la planète aurait eu une histoire thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des...) complexe.
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