Les astrophysiciens ont découvert un anneau dense de débris autour de la planète naine Quaoar, un petit objet trans-neptunien en orbite dans le système solaire externe. La bague est un mystère : elle ne devrait pas être là.
Illustration montrant l’anneau de débris autour de la planète naine Quaoar. Crédit : ESA
Un anneau spectaculaire de débris, comme ceux qui entourent les planètes et autres corps célestes plus petits, a été découvert autour d’une planète naine éloignée du système solaire appelée Quaoar. L’aspect le plus intrigant de cette découverte ne réside pas dans l’anneau lui-même, puisque d’autres planètes naines – telles que Chariklo et Haumea – en possèdent également un, mais dans le fait qu’il se trouve à une distance « impossible ». Selon la théorie la plus accréditée, en effet, au-delà d’une certaine distance dite limite de Roche, les débris s’agglomèrent, donnant vie aux lunes. L’anneau de la planète naine est bien au-delà de ce seuil. La prochaine question à laquelle les scientifiques tenteront de répondre sera donc de savoir comment subsiste cet anneau spectaculaire autour de la planète naine, situé à une distance sept fois et demie supérieure au rayon de l’objet céleste.
L’anneau de Quaoar a été découvert et décrit par une grande équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques brésiliens de l’Université fédérale de Rio de Janeiro – Observatoire Valongo, qui ont collaboré étroitement avec des collègues du Département des sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes du Massachusetts Institute of Technology. (MIT), de l’Institut d’Astrophysique d’Andalousie (Espagne), de l’Observatoire d’Astrophysique de Catane de l’INAF et de nombreux autres instituts. Les scientifiques, coordonnés par le professeur Bruno Morgado, ont identifié l’anneau grâce à l’analyse des données recueillies à partir de multiples observations et de différents instruments, dont le télescope spatial Gaia, le télescope spatial Cheops, des observatoires terrestres et même des instruments d’astronomes amateurs. La raison de la nécessité d’une telle « puissance de feu » est simple. Quaoar est un petit objet trans-neptunien (TNO) situé dans la partie glaciale et éloignée du système solaire, au-delà de l’orbite de Neptune. Le corps céleste, d’un diamètre estimé à environ 1 100 km, est situé à une distance plus de 40 fois supérieure à celle qui sépare le Soleil de la Terre, l’unité astronomique (UA) étant égale à environ 150 millions de km.
L’étude de ces objets est donc extrêmement compliquée sans envoyer de sondes sur place ; décrire des caractéristiques comme un anneau de débris l’est encore plus. Les scientifiques l’ont découvert grâce aux variations de lumière (occultations) induites par sa présence. Mais en raison de la distance extrême et de la petite taille, le travail combiné de nombreux instruments alignés était nécessaire pour faire ressortir les détails. L’apport du télescope spatial Cheope a été fondamental, géré entre autres par le Dr Isabella Pagano de l’Observatoire astrophysique INAF de Catane, qui était initialement un peu sceptique quant à la possibilité de pouvoir capturer une occultation avec cet appareil. Mais finalement, en combinant les données de tous les appareils, la présence de l’anneau est devenue évidente.
Il est situé à 4 100 kilomètres du cœur de Quaoar, tandis que la limite de Roche susmentionnée pour cet objet a été calculée à 1 780 kilomètres. Selon la théorie la plus accréditée, au-delà de cette limite, les scientifiques n’auraient dû observer que des lunes. Par exemple, Weywot, la petite lune de Quaoar d’un diamètre de 170 kilomètres, est à plus de 12 000 kilomètres. « Ce qui est si intrigant dans cette découverte autour de Quaoar, c’est que l’anneau est bien plus loin que la limite de Roche », a déclaré le Dr Giovanni Bruno de l’Observatoire de Catane dans un communiqué de presse. « A la suite de nos observations, la notion classique selon laquelle les anneaux denses ne survivent que dans la limite de Roche d’un corps planétaire doit être complètement révisée », a ajouté l’expert.
Les auteurs de l’étude pensent que les débris de l’anneau pourraient ne pas se fondre en une lune en raison des températures très basses, ce qui empêcherait les surfaces glacées de s’agréger, mais pour le moment ce n’est qu’une hypothèse non étayée par des preuves scientifiques. Ce qui est certain, c’est que Quaoar « casse » une théorie accréditée et pour les scientifiques, ce sera passionnant d’aller au fond du mystère. Les détails de la recherche « Un anneau dense de l’objet trans-neptunien Quaoar en dehors de sa limite de Roche » ont été publiés dans la prestigieuse revue scientifique Nature.
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