Communiqué de presse

Toute première découverte d'un système d'anneaux autour d'un astéroïde

Deux anneaux encerclent Chariklo

26 mars 2014

Des observations effectuées en divers sites d'Amérique du Sud, à l'Observatoire de La Silla de l'ESO notamment, ont révélé l'étonnante existence de deux anneaux denses et étroits à la fois autour de l'astéroïde Chariklo. Ce corps lointain constitue à l'heure actuelle le plus petit objet doté d'un système d'anneaux, et le cinquième objet seulement de notre Système Solaire – après les planètes géantes Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune – à présenter cette caractéristique. L'origine de ces anneaux demeure inconnue à ce jour ; il pourrait s'agir d'un disque de débris résultant d'une collision. Ces nouveaux résultats seront publiés dans l'édition en ligne de la revue Nature le 26 mars 2014.

Les anneaux de Saturne constituent l'une des plus belles attractions du ciel nocturne ; des anneaux de taille plus modeste entourent également les autres planètes géantes. En dépit de nombreuses recherches, aucun système d'anneaux n'avait été découvert autour d'objets de plus faibles dimensions gravitant à l'intérieur du Système Solaire. Toutefois, des observations récentes de la lointaine petite planète [1] (10199) Chariklo [2], effectuées alors qu'elle transitait devant une étoile, ont révélé que cet objet était lui aussi doté de deux anneaux, très minces.

"Nous n'étions pas à la recherche d'un anneau ; nous étions d'ailleurs loin de penser que de petits corps tel Chariklo en étaient dotés. Aussi, cette découverte – tout comme la surprenante quantité de détails observés – se révéla être une réelle surprise !", nous confie Felipe Braga-Ribas (Observatoire National/MCTI, Rio de Janeiro, Brésil), responsable de la campagne d'observations et auteur principal de l'article.

Chariklo est le membre le plus important de la classe d'objets baptisés Centaures [3] ; il orbite entre Saturne et Uranus dans le Système Solaire extérieur. Il était prévu que son passage devant l'étoile UCAC248-108672 serait observable le 3 juin 2013 dans le ciel Sud-Américain [4]. Des astronomes ont ainsi utilisé sept télescopes dont le télescope danois de 1,54 mètre de diamètre et le télescope TRAPPIST qui équipent l'Observatoire de La Silla de l'ESO au Chili [5] et ont réussi à observer la disparition de l'étoile durant quelques secondes alors que sa lumière était occultée par Chariklo [6].

Toutefois, les découvertes des astronomes dépassèrent largement leurs attentes. Durant les quelques secondes qui précédèrent et suivirent l'occultation principale, la luminosité apparente de l'étoile accusa également de très légères variations [7]. Quelque chose autour de Chariklo bloquait la lumière en provenance de l'étoile ! En effectuant des comparaisons entre les résultats d'observations menées en divers sites d'Amérique du Sud, l'équipe a été en mesure de reconstituer, non seulement la forme et les dimensions de l'objet lui-même, mais également la forme, la largeur, l'orientation ainsi que quelques autres propriétés propres au système d'anneaux nouvellement découvert.

"Il m'est apparu assez incroyable que nous soyons capables, non seulement de détecter un système d'anneaux, mais également d'entrevoir sa structure interne, constituée de deux anneaux distincts" ajoute Uffe Gråe Jørgensen (Institut Niels Bohr, Université de Copenhague, Danemark). "J'essaie de m'imaginer debout, à la surface de cet objet glacé – suffisamment petit pour qu'une voiture de course puisse atteindre la vitesse d'échappement et s'envoler dans l'espace, observant un système d'anneaux large de 20 kilomètres, 1000 fois plus proche que la Lune de la Terre" [8].

Bien que de nombreuses questions demeurent sans réponse, les astronomes pensent que ce type d'anneaux s'est vraisemblablement constitué à partir des vestiges d'une collision et que la distribution de ces vestiges en deux anneaux résulte certainement de la présence de petits objets satellites.

"Ainsi donc, à l'image des anneaux, un ou plusieurs petits satellites attendent certainement d'être découvertes autour de Chariklo", conclut Felipe Braga Ribas.

A leur tour, les anneaux devraient ultérieurement donner naissance à un petit satellite. Une telle succession d'évènements, appliquée à une échelle plus vaste, pourrait fort bien expliquer la naissance de notre propre Lune peu après la formation du Système Solaire, tout comme l'origine de nombreux autres satellites en orbite autour de planètes et d'astéroïdes.

Les responsables de ce projet ont provisoirement baptisé les anneaux Oiapoque et Chui, en référence aux deux fleuves qui traversent les extrémités nord et sud du Brésil [9].

Notes

[1] L'ensemble des objets qui orbitent autour du Soleil, dont les dimensions (et la masse) sont trop faibles pour que leur propre gravité leur confère une forme à peu près sphérique, ont été récemment qualifiés par l'IAU de petits corps du système solaire. Cette classe d'objets rassemble à l'heure actuelle la plupart des astéroïdes du Système Solaire, les objets proches de la Terre (NEOs), les astéroïdes troyens de Mars et Jupiter, la plupart des Centaures et des objets TransNeptuniens (TNOs) ; enfin, les comètes. Dans le langage courant, les termes astéroïdes et planétoïdes désignent bien souvent les mêmes objets.

[2] Le Centre des Petites Planètes de l'IAU est le centre de détection des petits corps du Système Solaire. Leurs appellations sont constituées de deux parties : un nombre – qui reflétait autrefois l'ordre de leur découverte mais aujourd'hui l'ordre dans lequel se situent leurs orbites – et un nom.

[3] Les Centaures sont de petits corps caractérisés par des orbites instables dans le Système Solaire externe, qui croisent les orbites des planètes géantes. Parce que leurs orbites subissent de fréquentes perturbations, ils n'y demeurent très certainement que quelques millions d'années. Les Centaures diffèrent des nombreux astéroïdes qui composent la ceinture située entre les orbites de Mars et Jupiter ; il est probable qu'ils soient issus de la ceinture de Kuiper. Leur appellation vient du fait qu'à l'image des centaures de la mythologie grecque, ils partagent certaines des caractéristiques propres à deux types d'objets distincts, les comètes d'une part, les astéroïdes d'autre part. Chariklo lui-même paraît se comporter comme un astéroïde, et ne semble présenter aucune activité cométaire.

[4] Une recherche systématique, effectuée au moyen du télescope MPG/ESO de 2,2 mètres qui équipe l'Observatoire de La Silla de l'ESO, et récemment publiée, a permis de prévoir la survenue de cet événement.

[5] Les observations ont été effectuées au moyen du télescope danois de 1,54 mètre de diamètre et du télescope TRAPPIST qui équipent l'Observatoire de La Silla de l'ESO ainsi qu'au moyen d'instruments installés sur les observatoires suivants : l'Observatoire de l'Université Catholique (UCO) de Santa Marina, piloté par l'Université Catholique Pontificale du Chili (PUC) ; les télescopes PROMPT, qui sont la propriété de et sont pilotés par l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill ; l'Observatoire Pico dos Dias du Laboratoire National d'Astrophysique (OPD/LNA) – Brésil ; le télescope de Recherche Astrophysique dans l'Hémisphère Sud (SOAR), le télescope Caisey Harlingten de 20 pouces qui fait partie du Réseau Searchlight Observatory Network; le télescope de R. Sandness des Explorations Célestes à San Pedro de Atacama ; l'Observatoire de l'Université d'Etat de Ponta Grossa ; l'Observatoire Astronomique de Los Molinos (OALM) – Uruguay; l'Observatoire Astronomique, Station Astronomique de Bosque Alegre, Université Nationale de Cordoba, Argentine ; l'observatoire astronomique Casimiro Montenegro Filho Polo.

[6] Il s'agit là de la seule méthode de détermination précise de la taille et de la forme d'un objet si éloigné – Chariklo est caractérisé par un diamètre de 250 kilomètres seulement et se situe à plus d'un milliard de kilomètres de la Terre. Même les observations télescopiques les plus fines ne laissent apparaître qu'un point faiblement lumineux pour un objet si petit et si distant.

[7] Les anneaux d'Uranus ainsi que les arcs situés de part et d'autre de Neptune ont été découverts au moyen d'une semblable méthode, durant les occultations de 1977 et 1984 respectivement. Les télescopes de l'ESO ont également contribué à la découverte de l'anneau de Neptune.

[8] La vitesse d'échappement avoisinant les 350 km/h, la voiture de course devrait être extrêmement rapide – elle devrait s'apparenter à une Bugatti Veyron 16.4 ou une McLaren F1.

[9] Ces appellations ne présentent aucun caractère officiel. Elles facilitent simplement le travail de l'équipe. Des appellations formelles leur seront prochainement attribuées par l'IAU, sur la base de critères bien établis.

Plus d'informations

Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé "A ring system detected around the Centaur (10199) Chariklo", par F. Braga-Ribas et al., à paraître dans l'édition en ligne de la revue Nature le 26 mars 2014.

L'équipe est constituée de F. Braga-Ribas (Observatoire National/MCTI, Rio de Janeiro, Brésil), B. Sicardy (LESIA, Observatoire de Paris, Paris, France [LESIA]), J. L. Ortiz (Institut d'Astrophysique d'Andalousie, Grenade, Espagne), C. Snodgrass (Institut Max Planck dédié à la Recherche dans le Système Solaire, Katlenburg-Lindau, Alemagne), F. Roques (LESIA), R. Vieira- Martins (Observatoire National/MCTI, Rio de Janeiro, Brésil; Observatoire de Valongo, Rio de Janeiro, Brésil; Observatoire de Paris, France), J. I. B. Camargo (Observatoire National/MCTI, Rio de Janeiro, Brésil), M. Assafin (Observatoire de Valongo/UFRJ, Rio de Janeiro, Brésil), R. Duffard (Institut d'Astrophysique d'Andalousie, Grenade, Espagne), E. Jehin (Institut d'Astrophysique de l'Université de Liège, Liège, Belgique), J. Pollock (Université d'Etat des Appalaches, Boone, Etats-Unis), R. Leiva (Université Pontificale Catholique du Chili, Santiago, Chili), M. Emilio (Université d'Etat de Ponta Grossa, Ponta Grossa, Brésil), D. I. Machado (Observatoire Astronomique de Casimiro Montenegro Filho/FPTI-BR, Foz do Iguaçu, Brésil; Université d'Etat de Oeste de Paraná (Unioeste), Foz do Iguaçu, Brésil), C. Colazo (Ministère de l'Education de la Province de Córdoba, Córdoba, Argentine; Observatoire Astronomique, Université Nationale de Córdoba, Córdoba, Argentine), E. Lellouch (LESIA), J. Skottfelt (Institut Niels Bohr, Université de Copenhague, Copenhague, Danemark; Centre d'Etude de la Formation des Etoiles et des Planètes, Musée Géologique, Copenhague, Danemark), M. Gillon (Institut d'Astrophysique de l'Université de Liège, Liège, Belgique), N. Ligier (LESIA), L. Maquet (LESIA), G. Benedetti-Rossi (Observatoire National/MCTI, Rio de Janeiro, Brésil), A. Ramos Gomes Jr (Observatoire de Valongo, Rio de Janeiro, Brésil, P. Kervella (LESIA), H. Monteiro (Institut de Physique de Química, Itajubá, Brésil), R. Sfair (UNESP – Université d'Etat Paulista, Guaratinguetá, Brésil), M. El Moutamid (LESIA; Observatoire de Paris, Paris, France), G. Tancredi (Observatoire Astronomique de Los Molinos, DICYT, MEC, Montevideo, Uruguay; Département d'Astronomie, Faculté des Sciences, Uruguay), J. Spagnotto (Observatoire El Catalejo, Santa Rosa, La Pampa, Argentine), A. Maury (Explorations Célestes de San Pedro de Atacama, San Pedro de Atacama, Chili), N. Morales (Institut d'Astrophysique d'Andalousie, Grenade, Espagne), R. Gil-Hutton (Complexe Astronomique d'El Leoncito (CASLEO) et Université Nationale de San Juan, San Juan, Argentine), S. Roland (Observatoire Astronomique de Los Molinos, DICYT, MEC, Montevideo, Uruguay), A. Ceretta (Dépatement d'Astronomie, Faculté des Sciences, Uruguay; Observatoire de IPA, Enseignement Secondaire, Uruguay), S.-h. Gu (Observatoires Astronomiques Nationaux/Observatoire Yunnan; Laboratoire d'Etude de la Structure et de l'Evolution des Objets Célestes, Académie Chinoise des Sciences, Kunming, Chine), X.-b. Wang (Observatoires Astronomiques Nationaux/Observatoire Yunnan; Laboratoire d'Etude de la Structure et de l'Evolution des Objets Célestes, Académie Chinoise des Sciences, Kunming, Chine), K. Harpsøe (Institut Niels Bohr, Université de Copenhague, Copenhague, Danemark; Centre d'Etude de la Formation des Etoiles et des Planètes, Musée Géologique, Copenhague, Danemark), M. Rabus (Université Pontificale Catholique du Chili, Santiago, Chili; Institut Max Planck dédié à l'Astronomie, Heidelberg, Allemagne), J. Manfroid (Institut d'Astrophysique de l'Université de Liège, Liège, Belgique), C. Opitom (Institut d'Astrophysique de l'Université de Liège, Liège, Belgique), L. Vanzi (Université Pontificale Catholique du Chili, Santiago, Chili), L. Mehret (Université d'Etat de Ponta Grossa, Ponta Grossa, Brésil), L. Lorenzini (Observatoire Astronomique de Casimiro Montenegro Filho/FPTI-BR, Foz do Iguaçu, Brésil), E. M. Schneiter (Observatoire Astronomique, Université Nationale de Córdoba, Córdoba, Argentine; Conseil National de la Recherche Scientifique et Technique (CONICET), Argentine; Institut d'Astrophysique Théorique et Expérimentale IATE–CONICET, Córdoba, Argentine; Université Nationale de Córdoba, Córdoba, Argentine), R. Melia (Observatoire Astronomique, Université Nationale de Córdoba, Córdoba, Argentine), J. Lecacheux (LESIA), F. Colas (Observatoire de Paris, Paris, France), F. Vachier (Observatoire de Paris, Paris, France), T. Widemann (LESIA), L. Almenares (Observatoire Astronomique de Los Molinos, DICYT, MEC, Montevideo, Uruguay; Département d'Astronomie, Faculté des Sciences, Uruguay), R. G. Sandness (Explorations Célestes de San Pedro de Atacama, San Pedro de Atacama, Chili), F. Char (Université d'Antofagasta, Antofagasta, Chili), V. Perez (Observatoire Astronomique de Los Molinos, DICYT, MEC, Montevideo, Uruguay; Département d'Astronomie, Faculté des Sciences, Uruguay), P. Lemos (Département d'Astronomie, Faculté des Sciences, Uruguay), N. Martinez (Observatoire Astronomique de Los Molinos, DICYT, MEC, Montevideo, Uruguay; Département d'Astronomie, Faculté des Sciences, Uruguay), U. G. Jørgensen (Institut Niels Bohr, Université de Copenhague, Copenhague, Danemark; Centre d'Etude de la Formation des Etoiles et des Planètes, Musée Géologique, Copenhague, Danemark), M. Dominik (Université de St Andrews, St Andrews, Royaume-Uni), F. Roig (Observatoire National/MCTI, Rio de Janeiro, Brésil), D. E. Reichart (Université de Caroline du Nord – Chapel Hill, Caroline du Nord [UNC]), A. P. LaCluyze (UNC), J. B. Haislip (UNC), K. M. Ivarsen (UNC), J. P. Moore (UNC), N. R. Frank (UNC) et D. G. Lambas (Observatoire Astronomique, Université Nationale de Córdoba, Córdoba, Argentine; Institut d'Astrophysique Théorique et Expérimentale IATE–CONICET, Córdoba, Argentine).

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Liens

• Article paru dans Nature
• Photos du télescope danois d'1,54 mètre
• Photos de TRAPPIST 

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso1410.