Des astronomes découvrent une atmosphère autour d'un objet du système solaire, défiant les attentes

Pour la première fois, des astronomes ont détecté une atmosphère fine autour d'un petit corps céleste situé dans l'extrême périphérie du système solaire. Cet objet, connu sous le nom de (612533) 2002 XV93, a longtemps été considéré comme trop petit pour supporter une atmosphère. Les chercheurs ont fait cette découverte surprenante lors d'une observation rare, comme le rapporte une étude publiée lundi dans la revue Nature Astronomy.

Les TNOs : un aperçu du passé du système solaire

La ceinture de Kuiper, qui borde notre système solaire, est peuplée de milliers de corps gelés et rocheux appelés objets transneptuniens (TNO). Ces TNO sont des vestiges de la formation du système solaire, qui remonte à 4,5 milliards d'années. Parmi eux, la planète naine Pluton est le plus grand représentant, mais de nombreux autres, comme Eris, Haumea, Makemake et le candidat à la planète naine Quaoar, ne semblent pas posséder d'atmosphère.

Une observation unique

Alors que janvier 2024 approchait, le Dr Ko Arimatsu, professeur associé et conférencier senior à l'Observatoire astronomique national du Japon, et son équipe se sont préparés à observer 2002 XV93 alors qu'il passait devant une étoile brillante, vue depuis le Japon. Bien que cet objet ait une orbite standard pour un corps de la ceinture de Kuiper et soit plus petit qu'une planète naine, l'observation d'une occultation stellaire offre une occasion rare d'étudier la taille, la forme et les caractéristiques d'un objet distant.

Un phénomène révélateur

Les chercheurs ont installé leurs équipements à trois endroits différents au Japon, utilisant des observatoires à Kyoto et dans la préfecture de Nagano, ainsi qu'un télescope géré par des citoyens à Fukushima. En observant l'étoile, la lumière a progressivement diminué alors que 2002 XV93 se déplaçait devant elle, suggérant ainsi la présence d'une atmosphère. Si un objet n'a pas d'atmosphère, la lumière de l'étoile disparaît et réapparaît de manière beaucoup plus nette.

Analyse des données

Selon le Dr Arimatsu, les données d'observation ont montré un changement graduel de la luminosité de l'étoile près de l'ombre, durant environ 1,5 seconde. Ce type de changement de luminosité peut être expliqué si la lumière stellaire était déviée par une atmosphère très fine entourant l'objet.

Des caractéristiques atmosphériques surprenantes

Les chercheurs ont calculé que l'atmosphère de 2002 XV93 est environ 5 à 10 millions de fois plus fine que celle de la Terre. Deux hypothèses émergent quant à la formation de cette atmosphère. La première avance que celle-ci pourrait être le résultat de cryovolcans sur le petit corps glacé, libérant des gaz tels que le méthane, l'azote ou le monoxyde de carbone depuis son sous-sol. La seconde hypothèse suggère qu'un autre objet de la ceinture de Kuiper, comme une comète, pourrait avoir percuté 2002 XV93, provoquant également la libération de gaz.

Durée de l'atmosphère

Si l'atmosphère a été créée par un impact, elle pourrait ne durer que quelques centaines d'années. Cependant, si une activité cryovolcanique régulière renouvelle continuellement l'atmosphère, alors celle-ci pourrait persister beaucoup plus longtemps, a noté Arimatsu.

Vers de nouvelles explorations

Des observations futures de 2002 XV93, que ce soit par d'autres occultations stellaires ou à l'aide du puissant télescope spatial James Webb, permettront aux astronomes de mieux caractériser la nature de cette atmosphère et de déterminer son origine, ainsi que son évolution au fil du temps. Arimatsu a également mentionné que si les futures observations d'occultation révèlent une diminution constante de la pression, cela indiquerait une origine d'impact à court terme.

Détection des gaz

Le télescope Webb pourrait également détecter des émissions de méthane ou de monoxyde de carbone provenant de l'objet, contribuant ainsi à l'identification de la composition de l'atmosphère.

Une quête continue

L'équipe du Dr Arimatsu poursuit sa recherche d'atmosphères autour d'autres TNOs, en s'appuyant sur les observations d'occultations stellaires. Leurs découvertes pourraient aider à déterminer si 2002 XV93 est une rare exception ou si d'autres petits objets similaires possèdent également des atmosphères.

Réactions de la communauté scientifique

« C'était une découverte passionnante à lire », a déclaré le Dr Scott S. Sheppard, scientifique au Carnegie Institution for Science à Washington, DC. Bien qu'il n'ait pas participé à la recherche, il a étudié et découvert des TNOs. Sheppard a également souligné que cette découverte met en lumière l'activité récente sur 2002 XV93, qu'il s'agisse de l'éruption de gaz gelés ou du retour progressif de matériaux sur la surface de l'objet. « Cela montre que la ceinture de Kuiper n'est pas un endroit froid et mort, mais est pleine d'activité et contient de nombreux éléments constitutifs de la vie », a-t-il écrit dans un courriel.

Conclusion

Cette découverte révolutionnaire pourrait transformer notre compréhension des atmosphères des petits corps célestes et ouvrir de nouvelles voies d'exploration dans la ceinture de Kuiper.