Communiqué de presse

Un astéroïde en exil découvert en périphérie du Système Solaire

Les télescopes de l’ESO découvrent le tout premier astéroïde riche en carbone au sein de la Ceinture de Kuiper

9 mai 2018

Grâce aux télescopes de l’ESO, une équipe internationale d’astronomes a étudié un vestige du Système Solaire primordial. Il est apparu que l’étrange objet 2004 EW95 de la Ceinture de Kuiper est un astéroïde riche en carbone, le tout premier de ce type dont la présence en périphérie du Système Solaire se trouve confirmée. Cet étrange objet s’est probablement formé dans la ceinture d’astéroïdes située entre Mars et Jupiter, avant qu’il ne soit éjecté, à des milliards de kilomètres de là, à son emplacement actuel au sein de la Ceinture de Kuiper.

Peu après sa naissance, le Système Solaire a traversé une période de fortes turbulences. Les modèles théoriques relatifs à cette période prédisent que la formation des géantes gazeuses s’est soldée par l’éjection de petits corps rocheux du Système Solaire interne vers des orbites éloignées du Soleil [1]. Ces modèles suggèrent notamment que la Ceinture de Kuiper – une région froide située au-delà de l’orbite de Neptune – contient une faible proportion de corps rocheux issus du Système Solaire interne, tels des astéroïdes riches en carbone baptisés astéroïdes carbonés [2].

La publication d’un récent article attestant de la toute première découverte observationnelle d’un astéroïde carboné au sein de la Ceinture de Kuiper renforce la validité de ces modèles théoriques relatifs aux premiers instants tourmentés de notre Système Solaire. Après avoir effectué des mesures précises au moyen de divers instruments installés sur le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO, une petite équipe d’astronomes pilotée par Tom Seccull de l’Université de la Reine à Belfast au Royaume-Uni a pu mesurer la composition de l’objet 2004 EW₉₅ de la Ceinture de Kuiper, et établir qu’il s’agissait d’un astéroïde carboné. Ce résultat suggère qu’il s’est formé dans le Système Solaire interne avant de migrer en périphérie [3].

L’étrange nature de 2004 EW₉₅ a été révélée pour la première fois par Wesley Fraser, astronome à l’Université de la Reine à Belfast et membre de l’équipe à l’origine de cette découverte, alors qu’il effectuait des observations de routine au moyen du Télescope Spatial Hubble du consortium NASA/ESA. Le spectre de réflectance de l’astéroïde – ensemble de longueurs d’onde de la lumière réfléchie par un objet – différait de celui des petits Objets de la Ceinture de Kuiper (KBOs) semblables dont les spectres, pour la plupart inintéressants et dénués de caractéristiques particulières, contiennent peu d’informations relatives à leur composition.

“Le spectre de réflectance de 2004 EW₉₅ différait notablement de celui des autres objets situés en périphérie du Système Solaire” précise Tom Seccull, auteur principal de l’article. “Il était suffisamment inhabituel pour susciter notre intérêt”.

L’équipe a observé 2004 EW₉₅ au moyen des instruments X-Shooter et FORS2 installés sur le VLT. La sensibilité de ces spectrographes a permis à l’équipe d’obtenir des mesures plus précises concernant le spectre de la lumière réfléchie par l’astéroïde et, par là-même, d’en déduire sa composition.

En dépit de l’impressionnant pouvoir collecteur du VLT, 2004 EW₉₅ s’avéra difficile à observer. L’objet, d’un diamètre de 300 kilomètres, se situe à quelque 4 milliards de kilomètres de la Terre. En outre, sa surface, riche en carbone, est particulièrement sombre. L’acquisition de données constitua donc un véritable challenge scientifique.

“Cela revient à observer un terril géant sur fond de ciel nocturne”, précise Thomas Puzia de l’Université Catholique Pontificale du Chili, co-auteur de l’étude.

“2004 EW₉₅ est non seulement en mouvement. Il est également très peu lumineux !“ ajoute Tom Seccull. “Il nous a fallu utiliser une méthode de traitement de données particulièrement avancée pour extraire le maximum d’informations.” Le spectre de l’objet présentait deux caractéristiques notables, résultant de la présence d’oxydes ferreux et de phyllosilicates. L’existence de ces minéraux au sein d’un KBO n’avait jamais été confirmée auparavant. Elle plaide en faveur de la formation de 2004 EW₉₅ au sein du Système Solaire interne.

Tom Seccull conclut : “Le fait que 2004 EW₉₅ occupe à présent les régions froides et externes du Système Solaire suggère qu’une planète en mouvement dans le Système Solaire naissant l’a projeté sur son orbite actuelle.”

“Des rapports antérieurs font état des spectres atypiques d’autres Objets de la Ceinture de Kuiper. Aucun toutefois ne s’est trouvé confirmé avec un tel degré de fiabilité” précise Olivier Hainaut, un astronome de l’ESO extérieur à l’équipe. “La découverte d’un astéroïde carboné au sein de la Ceinture de Kuiper constitue un élément clé en faveur de l’une des prédictions fondamentales des modèles dynamiques du jeune Système Solaire.”

Notes

[1] Les modèles dynamiques actuels d’évolution du jeune Système Solaire, tels l’hypothèse du grand bouleversement et le modèle de Nice, suggèrent que les planètes géantes migrèrent vers l’intérieur puis vers l’extérieur du Système Solaire, perturbant et dispersant les objets du Système Solaire interne. En conséquence, une faible proportion d’astéroïdes rocheux sont censés avoir migré au sein du nuage d’Oort et de la Ceinture de Kuiper.

[2] Les astéroïdes carbonés sont composés de l’élément carbone sous ses différentes formes. Les astéroïdes carbonés – ou de type C – sont reconnaissables à leur surface sombre, résultant de la présence de molécules de carbone.

[3] D’autres objets du Système Solaire interne ont fait l’objet de détections antérieures en périphérie du Système Solaire. Il s’agit toutefois du premier astéroïde carboné découvert, loin de sa région de formation, au sein de la Ceinture de Kuiper.

Plus d'informations

Ce travail de recherche a fait l’objet d’un article intitulé  “2004 EW₉₅: A Phyllosilicate-bearing Carbonaceous Asteroid in the Kuiper Belt” par T. Seccull et al., paru au sein de la revue The Astrophysical Journal Letters.

L’équipe était composée de Tom Seccull (Centre de Recherches Astrophysiques, Université de la Reine de Belfast, Royaume-Uni), Wesley C. Fraser (Centre de Recherches Astrophysiques, Université de la Reine de Belfast, Royaume-Uni), Thomas H. Puzia (Institut d’Astrophysique, Université Catholique Pontificale du Chili, Chili), Michael E. Brown (Division des Sciences Géologiques et Planétaires, Institut de Technologie de Californie, Etats-Unis) et Frederik Schönebeck (Institut d’Astronomie Rechen, Centre d’Astronomie de l’Université d’Heidelberg, Allemagne).

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Lecturer — Queen’s University, Belfast
Belfast, United Kingdom
Tél: +44 28 9097 1084
Courriel: wes.fraser@qub.ac.uk

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso1814.