Activité géologique possible sur Quaoar

Des cristaux de glace ont été découverts sur Quaoar, un objet mystérieux aux portes extérieures du Système Solaire. La découverte suggère que Quaoar et beaucoup d'objets semblables puissent être bien plus chauds et plus géologiquement actifs que l'on supposait.

Hormis Pluton, Quaoar est le plus grand objet connu dans la ceinture Kuiper. Cette région se trouve au-delà de l'orbite du Neptune et est remplie de décombres glacés qui se sont formés pendant la naissance de notre Système Solaire il y a plus de 4.5 milliards d'années.


Parce que les objets de la ceinture Kuiper sont à plus de 4.5 milliards de kilomètres du Soleil, les astronomes pensaient que leur température ne dépasserait probablement pas -223°C, ce qui est juste 50°C au-dessus du zéro absolu, la température la plus froide possible.

"A cette température, la glace sur Quaoar devrait être amorphe, mais ce n'est pas le cas" déclare David Jewitt, un astronome de l'Institute for Astronomy (Honolulu, Hawaii). Lui et son collègue Jane Luu du Massachussetts Institute of Technology (MIT), à Lexington, ont effectué des observations infrarouges de la roche, qui montrent que la glace a un modèle cristallin se répétant, semblable à celui vu dans des flocons de neige.

Le modèle cristallin signifie que lorsque la glace s'est formée, Quaoar devait avoir été plus chaud que -163°c. Au-dessous de cette température, les molécules d'eau se collent dans des modèles aléatoires pour former de la glace amorphe. Mais si la température est plus chaude, les molécules peuvent s'agiter autour suffisamment pour former un modèle régulier qui permet un arrangement plus stable.

Mike Brown, l'astronome du California Institute of Technology (Pasadena) qui a découvert Quaoar avec son collègue Tchad Trujillo en Juin 2002, dit qu'il n'est pas étonné par le résultat. "Nous semblons trouver des cristaux de glace partout où nous regardons dans le Système Solaire extérieur" dit-il. "Cela nous dit que le processus le créant est omniprésent."

Mais d'où provient la chaleur ? Quaoar a une orbite presque circulaire qui ne l'amène jamais près de Neptune. Donc l'orbite a probablement été stable depuis que le Système Solaire s'est formé, excluant l'idée que Quaoar a été réchauffé en se rapprochant du Soleil, note Jewitt.

Une autre possibilité consiste en ce que la surface pourrait avoir été réchauffée par l'impact de minuscules météorites, mais Jewitt et Luu pensent que c'est peu probable parce qu'ils ont trouvé de l'ammoniac pris au piège dans la glace de Quaoar. Comme ce produit chimique est plus volatil que l'eau, le bombardement superficiel qui a chauffé la glace aurait finalement enlevé tout l'ammoniac présent.

Aussi Jewitt pense que le mélange d'eau cristalline et d'ammoniac s'est plus probablement formé à l'intérieur de Quaoar, réchauffé par la désintégration d'éléments radioactifs comme l'uranium et le thorium. Un tel réchauffement pourrait aussi déclencher un "volcanisme cryogène"'. Un tel volcanisme implique des explosions de gaz et de liquide qui amènent les réservoirs souterrains de cristaux de glace vers la surface froide.

"Je pense que c'était le réchauffement radioactif au début de l'histoire du Système Solaire" convient Brown. "Mais je pense que ce ne serait pas actif aujourd'hui."

Jewitt, cependant, croit que la formation de glace est probablement un processus en cours. La glace superficielle cristalline ne survivra probablement pas au bombardement du vent solaire et des rayons cosmiques pendant plus de 10 millions d'années.

Jewitt et Luu ont découvert le premier objet de la ceinture Kuiper en Août 1992 et en ont depuis trouvé des douzaines de plus. Les calculs prévoient qu'il y a au moins 70.000 objets dans la ceinture avec des diamètres supérieurs à 100 kilomètres, fournissant un réservoir d'objets glacés qui peuvent alimenter le Système Solaire en comètes à période courte.

Jusqu'ici, les chercheurs ont seulement identifié de l'eau et de l'ammoniac sur Quaoar, mais Jewitt pense que l'objet contient probablement aussi des roches de silicate et des matières contenant du carbone.