Les objets transneptuniens

Photo: La planète naine Eris et son satellite Dysnomia photographiés en 2007 par le télescope spatial Hubble. C’est la découverte d’Eris en 2005 qui remit en cause le rang de Pluton dans le système solaire. Crédit : NASA, ESA, M. Brown

Les objets transneptuniens sont une collection de corps du système solaire découverts au-delà de l’orbite de Neptune. Pluton et Charon sont les membres les mieux connus de ce groupe, mais nous nous intéresserons ici aux autres membre majeurs de ce groupe, en ordre de distance maximale au Soleil : Quaoar, Orcus, Haumea, Makemake, Eris et Sedna.

Ces corps ne forment pas un ensemble homogène. Certains ont une forme irrégulière, d’autres sont suffisamment massifs pour que la gravité leur ait donné une forme sphérique et il s’agit donc de planètes naines.

Certains, comme Pluton, ont une orbite d’excentricité limitée et relativement proche du plan de l’écliptique et appartiennent à la ceinture de Kuiper. Eris présente une orbite très excentrique et très inclinée par rapport à l’écliptique et fait partie d’un ensemble que l’on appelle le disque des objets épars (scattered disk en anglais). Enfin, Sedna pourrait même être un membre du nuage d’Oort.

Toutes les distances sont mesurées en unités astronomiques, soit la distance moyenne entre la Terre et le Soleil, environ 150 millions de kilomètres (et, pour comparer, une année-lumière représente environ 60.000 unités astronomiques).

Quaoar

Quaoar est un corps de la ceinture de Kuiper avec une orbite assez circulaire d’environ 34 unités astronomiques de rayon. Il a été découvert en 2002 à l’observatoire du Mont Palomar. Quaoar a un diamètre d’environ 1100 kilomètres et possède un satellite appelé Weywot.

Quaoar est le dieu de la création d’une tribu indienne de la Californie du Sud et Weywot son fils.

Orcus

Orcus est un corps découvert en 2004 dont la distance au Soleil varie entre 30 et 48 unités astronomiques. Son orbite est donc très similaire à celle de Pluton, mais avec une inclinaison opposée par rapport au plan de l’écliptique. Il possède un satellite appelé Vanth.

Orcus est le dieu des Enfers de la mythologie étrusque et romaine (vraisemblablement un concurrent de Pluton) et Vanth la déesse de la Mort.

Haumea

La planète naine Haumea a été découverte indépendamment en 2004 à l’observatoire du Mont Palomar et en 2005 à l’observatoire de la Sierra Nevada. Sa distance au Soleil varie entre 35 et 51 unités astronomiques. Elle est accompagnée de deux satellites : Hi’iaka et Namaka.

Haumea tourne sur elle-même en moins de quatre heures et sa forme est par conséquent plus ellipsoïdale que sphérique, avec une dimension minimale d’environ 1000 kilomètres et maximale de 1900 kilomètres.

Haumea est la déesse de la fertilité et de la naissance dans la mythologie Hawaïenne.

Makemake

La planète naine Makemake fut découverte par un télescope robotique à l’observatoire du Mont Palomar en 2005. Sa distance au Soleil varie entre 39 et 53 unités astronomiques et elle possède un satellite découvert par le télescope spatial Hubble en 2015. Elle est beaucoup plus ronde que Haumea avec un diamètre d’environ 1500 kilomètres.

Des corps de cette liste, Makemake est l’objet le plus lointain encore considéré comme membre de la ceinture de Kuiper.

Dans la mythologie des habitants de l’île de Pâques, Makemake est le créateur de l’humanité et le dieu de la fertilité.

Eris

Eris est une planète naine découverte en 2005 à partir d’images prises en 2003 à l’observatoire du Mont Palomar. Elle se trouvait à 97 unités astronomiques lors de sa découverte. Elle circule sur une orbite très elliptique qui fait varier sa distance au Soleil entre 38 et 98 unités astronomiques, donc au-delà de la ceinture de Kuiper.

On estime d’Eris possède un diamètre d’environ 2300 kilomètres, donc très semblable à celui de Pluton. Elle a par contre une masse plus grande d’un quart.

Des observations à l’aide du télescope Keck ont révélé la présence d’un satellite, Dysnomia, qui tourne autour d’Eris à une distance d’environ 37.000 kilomètres et dont la taille est comprise entre 350 et 490 kilomètres.

Dans la mythologie grecque, Eris était la déesse de la discorde et Dysnomia sa fille.

Sedna

Enfin, Sedna est un corps dont la distance au Soleil varie entre 76 et 937 unités astronomiques du Soleil. Son orbite est donc très excentrique et sa période de révolution énorme : environ 11.400 ans. Elle a été détectée en 2003 à l’observatoire du Mont Palomar à une distance de 90 unités astronomiques du Soleil.

D’après ses découvreurs, Sedna serait un objet du nuage d’Oort dont l’orbite aurait été perturbée par une autre étoile voisine du Soleil.

Arrokoth

(486958) Arrokoth (désignation provisoire 2014 MU69), surnommé Ultima Thulé, est un petit corps du système solaire binaire à contact de 33,5 × 19,5 km, située à 43,4 ua du Soleil. C’est un objet classique de la ceinture de Kuiper[7].

Arrokoth est survolé par la sonde spatiale New Horizons le 1er janvier 2019, devenant le plus lointain objet exploré par l’humanité[8],[9].

Pluton

Pluton, officiellement désignée par (134340) Pluton (désignation internationale : (134340) Pluto), est une planète naine, la plus volumineuse connue dans le Système solaire (2 372 km de diamètre, contre 2 326 km pour Éris), et la deuxième en ce qui concerne sa masse (après Éris). Pluton est ainsi le neuvième plus gros objet connu orbitant directement autour du Soleil et le dixième par la masse. Premier objet transneptunien identifié, Pluton orbite autour du Soleil à une distance variant entre 30 et 49 unités astronomiques et appartient à la ceinture de Kuiper, ceinture dont il est (tant par la taille que par la masse) le plus grand membre connu.

Après sa découverte par l’astronome américain Clyde Tombaugh en 1930, Pluton était considérée comme la neuvième planète du Système solaire. À la fin du XXe siècle et au début du XXIe siècle, de plus en plus d’objets similaires furent découverts dans le Système solaire externe, en particulier Éris, alors estimé légèrement plus grand et plus massif que Pluton. Cette évolution amena l’Union astronomique internationale (UAI) à redéfinir la notion de planète, Cérès, Pluton et Éris étant depuis le 24 août 2006 classées comme des planètes naines. L’UAI a également décidé de faire de Pluton le prototype d’une nouvelle catégorie d’objets transneptuniens. À la suite de cette modification de la nomenclature, Pluton a été ajoutée à la liste des objets mineurs du Système solaire et s’est vu attribuer le numéro 134340 dans le catalogue des objets mineurs.

Pluton est principalement composée de roche et de glace de méthane, mais aussi de glace d’eau et d’azote gelé. Son diamètre est d’environ les deux tiers de celui de la Lune.

Pluton est le corps principal du système plutonien. Le couple que forme Pluton avec son grand satellite, Charon (diamètre 1 200 kilomètres), est souvent considéré comme un système double, car la différence de masse entre les deux objets est l’une des plus faibles de tous les couples corps primaire/satellite du système solaire (rapport 8:1) et le barycentre de leurs orbites ne se situe pas à l’intérieur d’un des deux corps (il est légèrement à l’extérieur de Pluton).

Quatre autres satellites naturels, nettement plus petits et tous en orbite à peu près circulaire (excentricité < 0,006) à l’extérieur de l’orbite de Charon, complètent le système tel qu’actuellement connu (dans l’ordre en s’éloignant) : Styx, Nix, Kerbéros et Hydre. Tous quatre furent découverts avec l’aide du télescope spatial Hubble : les deux plus importants, Nix et Hydre (respectivement 54 × 41 × 36 km et 43 × 33 km), en 2005, Kerbéros (environ 12 × 4 km) en 2011 et Styx (environ 7 × 5 km) en 2012. Ces deux derniers ont reçu leur nom officiel en juillet 2013. Les dimensions mentionnées correspondent à des mesures effectuées ultérieurement à leur découverte, et non aux premières estimations qui purent être faites.

La sonde spatiale New Horizons, lancée en janvier 2006 par la NASA, est la première sonde à explorer le système plutonien ; elle le traverse le 14 juillet 2015 à une distance minimale de 11 095 km de Pluton, après un voyage de 6,4 milliards de kilomètres. La sonde ne détecte aucun autre satellite de plus de 1,7 km de diamètre pour un albédo de 0,5.