Paul M. Sutter est astrophysicien à SUNY Stony Brook et le Flatiron Institute, hôte de “Demandez à un astronaute” et “radio spatiale” et auteur de “Comment mourir dans l’espace“ Sutter a contribué cet article à Voix d’experts de Space.com : Op-Ed & Insights.
Cérès, le membre le plus dominant de la Ceinture d’astéroïdes, ne ressemble pas aux autres astéroïdes. Plus particulièrement, il contient beaucoup d’ammoniac à sa surface, que d’autres astéroïdes ont tendance à manquer. Le seul endroit où obtenir beaucoup d’ammoniac se trouve dans les régions extérieures du système solaire au début de sa formation.
Dans un nouvel article, des chercheurs proposent une explication possible de la raison pour laquelle Cérès est si différente de ses voisines : peut-être que la planète naine a commencé sur une orbite au-delà Saturne et, lors d’un remaniement massif des planètes extérieures, s’est planté dans la ceinture d’astéroïdes, où il est resté à ce jour.
Une affaire Cérès
Avec un rayon de 296 miles (476 kilomètres), Cérès est de loin le plus grand objet de la ceinture principale d’astéroïdes, la collection lâche de roches entre les orbites des roches Hymne et Jupiter. La grande majorité des astéroïdes sont bien plus petits que Cérès ; en fait, à elle seule, Cérès représente plus d’un tiers de la masse totale de la ceinture.
Et Cérès est bizarre.
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de la NASA aube vaisseau spatial a passé plusieurs années en orbite autour de Cérès, cartographiant et étudiant sa surface. Cette mission a constaté que le la surface est un mélange d’eau minéraux de glace liés à l’eau, comme l’argile et les carbonates. En dessous se trouve un manteau riche en glace d’eau entourant un noyau de roche principalement solide.
Ceres a une densité relativement faible (2,2 grammes par centimètre cube) et un albédo plutôt faible, ce qui signifie qu’il n’est pas très réfléchissant. Cela rend Cérès très similaire au type d’astéroïde le plus courant, les astéroïdes de type C – ou chondrite carbonée. En effet, l’emplacement de Cérès dans la ceinture principale d’astéroïdes le rapproche d’autres astéroïdes de type C.
Mais la plupart des astéroïdes de type C n’ont pas autant d’eau et n’ont pas autant d’argiles. Et Ceres a également beaucoup d’ammoniac à sa surface, ce qui manque à presque tous les autres astéroïdes. L’ammoniac n’est pas courant dans le système solaire interne, où la chaleur intense de la soleil évaporé dans les premiers jours de la formation du système. Au lieu de cela, l’ammoniac n’a survécu qu’au-delà de la “ligne de glace”, la distance du soleil où des éléments volatils comme l’ammoniac pouvaient survivre.
En effet, Cérès ne ressemble pas vraiment, ne sent pas ou n’agit pas vraiment comme un astéroïde. Au lieu de cela, la planète naine a plus en commun avec les objets les plus éloignés du système solaire – les membres de la Ceinture de Kuiperaimer Pluton, Charon et Éris.
Les scientifiques ont proposé des explications pour chaque trait étrange. Peut-être que Cérès s’est formée à l’intérieur de la ceinture d’astéroïdes, d’une manière vraiment étrange qui lui a permis de conserver beaucoup d’eau. Peut-être qu’il s’est formé sans perturber le reste de la ceinture principale. Peut-être qu’au cours de milliards d’années, une grande quantité d’ammoniac a flotté depuis le système solaire externe et s’est retrouvée à la surface de la planète naine (et non des autres astéroïdes).
Ou peut-être, les auteurs du nouvel article proposent-ils que Cérès est née au-delà de l’orbite des planètes géantes et a été envoyée dans la ceinture d’astéroïdes il y a longtemps.
Une chanson de glace et aussi de glace
Le système solaire primitif était un endroit chaotique. Des milliers de petits corps célestes appelés planétésimaux se sont bousculés et se sont battus pour la domination, s’agrégeant en planètes pour être à nouveau brisés. Parmi ces multitudes se trouvait une vaste population assise à l’extérieur des planètes géantes, selon le nouvel article, publié dans la base de données de préimpression arXiv.
Le modèle le plus courant du système solaire primitif, appelé le modèle de Nice (du nom de la ville de France où une conférence sur formation du système solaire a eu lieu), déclare que les planètes géantes du système solaire se sont formées plus près du soleil et plus proches les unes des autres que leurs emplacements actuels. Certaines versions du modèle Nice aussi
Lorsque ces planètes ont commencé à migrer vers leurs positions modernes, cela a beaucoup secoué les choses. La grande population d’objets de la ceinture de Kuiper a été perturbée, leurs orbites perturbées par les mouvements des mondes géants. Certains d’entre eux ont été complètement éjectés du système solaire. Certains se sont écrasés les uns contre les autres et ont été anéantis. Certains ont été capturés, comme dans le cas de la lune de Neptune Triton.
Et peut-être que d’autres ont pénétré dans le système solaire interne.
retour à la maison
Mais même si des mondes de type Cérès ont atteint la ceinture d’astéroïdes, la navigation n’a pas été facile à partir de là. Les astronomes savaient déjà que les perturbations du système extérieur affectaient même les astéroïdes, faisant perdre à la ceinture jusqu’à 80 % de ses objets. C’était donc un sérieux défi pour quelque chose comme Cérès de se retrouver dans la ceinture d’astéroïdes et de persister jusqu’à nos jours.
Il fallait beaucoup plus d’objets comme celui-ci. Les chercheurs ont estimé que si au moins 3 500 objets de la taille de Cérès existaient au-delà de l’orbite de Saturne au début système solaire, au moins l’un d’eux entrerait dans la ceinture d’astéroïdes et y resterait. Ces estimations sont basées sur des simulations informatiques qui ont suivi l’évolution des orbites planétaires pendant la phase perturbatrice de la migration vers l’extérieur de la planète. Des milliers d’objets de la taille de Cérès semblent beaucoup, mais c’est en fait bien dans la fourchette suggérée par d’autres modèles pour les populations du système extérieur.
La conclusion : L’explication la plus probable pour Cérès est qu’elle est née sur les bords glacés du système solaire et qu’elle a été le membre le plus chanceux d’un groupe d’objets qui ont été déplacés lorsque les planètes géantes ont changé de position.
La ceinture d’astéroïdes et la ceinture de Kuiper restent parmi les meilleurs laboratoires pour comprendre la formation du système solaire. Tout modèle de formation et d’évolution planétaire doit inclure leurs effets sur les plus petits objets en orbite autour du soleil. Et donc Cérès est peut-être le principal indice dont nous avons besoin pour comprendre ce qui s’est passé dans le système solaire il y a plus de 4 milliards d’années.
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