Planete naine

Planète naine

Dimensions relatives des huit plus grands objets transneptuniens connus par rapport à la Terre. Parmi eux, les quatre plus grands — Éris, Pluton, Makemake et Haumea (2003 EL61) — sont considérés comme des planètes naines.

En astronomie, une planète naine est un type d'objet céleste du système solaire, intermédiaire entre une planète et un petit corps[1].

Le terme fut adopté en 2006 par l'Union astronomique internationale afin de clarifier la classification des objets tournant autour du Soleil[1].

En septembre 2008, cinq planètes naines étaient reconnues : Cérès[1], Pluton[1], Haumea[2], Éris[1] et Makemake[3].

Sommaire

Définition

L'Union astronomique internationale, organisation chargée de la nomenclature astronomique, définit une planète naine comme un corps céleste du système solaire qui satisfait aux conditions suivantes[1] :

  • il est en orbite autour du Soleil (ce n'est donc pas un satellite) ;
  • il possède une masse suffisante pour que sa gravité l'emporte sur les forces de cohésion du corps solide et le maintienne en équilibre hydrostatique (sous une forme presque sphérique) ;
  • il n'a pas fait place nette dans son voisinage orbital.

Ce terme fut adopté le 24 août 2006 par l'Union astronomique internationale[1]. Il participe d'une classification des objets du système solaire en trois catégories selon leur taille et leur environnement. En plus des planètes naines, les planètes sont des objets suffisamment grands pour avoir fait place nette dans leur voisinage ; les petits corps ne sont pas suffisamment massifs pour être en équilibre hydrostatique. Selon cette définition, les planètes naines ne forment pas une sous-catégorie des planètes, mais une catégorie à part entière.

En juillet 2008, quatre corps ont officiellement été reconnus comme planètes naines (voir plus bas). D'après Michael E. Brown, découvreur d'Éris, une cinquantaine d'autres corps pourraient prochainement rejoindre cette nomenclature, puis des centaines d'autres à l'avenir[4].

En juin 2008, l'Union astronomique internationale (UAI) a décidé de classer Pluton et Éris dans la catégorie des plutoïdes. Un plutoïde est une planète naine dont le demi grand-axe est supérieur à celui de Neptune. L'UAI n'a pas créée de nouvelle catégorie pour Cérès.

En dehors de cette nouvelle classification, les autres termes tels ceux d'astéroïde ou d'objet de la ceinture de Kuiper continuent à s'appliquer. Ces termes sont basés sur la situation de l'objet dans le système solaire ou sa composition.

Caractéristiques

Dimensions

Les limites supérieures et inférieures en taille et en masse des planètes naines ne sont pas spécifiées dans la résolution 5A de l'Union astronomique internationale. À proprement parler, il n'existe aucune limite supérieure et un objet plus grand et plus massif que Mercure et qui n'a pas « nettoyé son voisinage autour de son orbite » peut être catégorisé comme une planète naine.

La limite inférieure est déterminée par le concept d'« équilibre hydrostatique », mais les dimensions auxquelles un objet atteint un tel état ne sont pas déterminées ; des observations empiriques suggèrent qu'elles varient suivant la composition et l'histoire de l'objet. La version initiale de la résolution 5 définissait l'équilibre hydrostatique comme s'appliquant « aux objets dont la masse dépasse 5×1020 kg (soit 500 millions de milliards de tonnes) et le diamètre 800 km »[5], mais ceci ne fut pas retenu dans la résolution finale.

Voisinage

La définition d'une planète naine suppose qu'elle n'a pas « fait place nette dans son voisinage ».

Alan Stern et Harold F. Levison ont défini un critère permettant de faire la distinction entre une planète et une planète naine[6], exprimant la probabilité d'une rencontre entre un objet et un corps plus petit à la suite d'une déviation de l'orbite de ce dernier. Selon ses auteurs, ce critère permet d'estimer la capacité d'un corps à nettoyer son voisinage. Stern et Levison trouvèrent un écart de cinq ordres de grandeur entre sa valeur pour Mars et celle des plus grands astéroïdes et transneptuniens.

En utilisant ces travaux, Steven Soter a proposé un paramètre nommé discriminant planétaire, permettant de faire la distinction entre les planètes naines et les huit planètes du système solaire, sur la base de leur capacité à nettoyer les corps plus petits par collision, capture ou perturbation gravitationnelle[7].

Liste

Planètes naines reconnues

Récapitulatif

La 26e assemblée générale de l'Union astronomique internationale a attribué à Éris, Pluton, et Cérès le statut de planète naine en août 2006[1]. En juillet 2008 est venu s'ajouter (136472) Makemake[3], puis le 17 septembre 2008 (136108) Haumea[2].

Le tableau ci-dessous récapitule certaines caractéristiques de ces corps :

Objet Type Diamètre
(km)
Masse
(kg)
Éris Objet épars 2 400 ± 100 ~1,67×1022
Pluton Plutino 2 306 ± 20 ~1,305×1022
Makemake Cubewano entre 1200 et 1800  ?
Haumea Cubewano ~1 960×1 518×996 ~4,2±0,1×1021
Cérès Astéroïde 975 × 909 9,5×1020

Cérès

Cérès, vu par le télescope spatial Hubble.
Article détaillé : (1) Cérès.

Cérès, le plus grand objet de la ceinture d'astéroïdes est considéré comme une planète naine : il possède une masse suffisante pour être en équilibre hydrostatique et n'a clairement pas fait place nette dans son voisinage, la ceinture d'astéroïdes étant constituée de quantités de petits corps qui orbitent autour du Soleil sans être outre mesure influencés par Cérès.

Cérès mesure près de 1 000 km de diamètre et est de très loin le plus grand membre de la ceinture d'astéroïdes (le plus grand membre de la ceinture après Cérès est Vesta et mesure un peu moins de 600 km dans sa plus grande dimension), regroupant un tiers de la masse totale de celle-ci. Les autres astéroïdes de la ceinture ne semblent pas être en équilibre hydrostatique ; la plupart, même les plus grands, sont nettement irréguliers.

Après sa découverte en 1801, Cérès fut initialement considéré comme une planète. La découverte d'autres corps dans cette région du système solaire a conduit les astronomes à le démettre de cette dénomination dans les années 1850, le considérant simplement comme un astéroïde.

Pluton

Article détaillé : (134340) Pluton.
Pluton vue par le téléscope Hubble

Pluton, dont l'orbite est située au-delà de l'orbite de Neptune, est l'un des plus grands objets transneptuniens connus, avec 2 300 km de diamètre. Il possède trois satellites naturels, dont le plus grand, Charon, mesure la moitié de son diamètre. S'il est d'une masse suffisante pour être en équilibre hydrostatique, il n'a pas du tout fait place nette dans son voisinage. Son orbite, excentrique et inclinée, est dominée par celle de Neptune, avec laquelle il est en résonance, et de nombreux autres corps, les plutinos, en partagent les caractéristiques.

Après sa découverte en 1930, Pluton fut considérée comme une planète pendant 76 ans. La décision de l'UAI en 2006 l'a reclassé comme planète naine.

Éris

Éris et sa lune Dysnomie.
Article détaillé : (136199) Éris.

Éris est l'objet transneptunien le plus grand qu'on connaisse et mesure environ 2 600 km de diamètre. Il est situé sur une orbite très inclinée et excentrique, accompagné d'un satellite naturel. Suffisamment grand pour prendre une forme sphérique, Éris n'est clairement pas l'objet dominant dans son voisinage.

Éris fut découvert en 2005. Au vu de sa taille, ainsi que de la découverte de nombreux objets transneptuniens, l'Union astronomique internationale a été conduite en 2006 à expliciter pour la première fois ce qu'est une planète, ce qui a conduit à la création du terme de « planète naine ».

Makemake

Makemake vu par un artiste.
Article détaillé : (136472) Makemake.

Makemake est un objet transneptunien d'une dimension comprise entre 1 200 et 1 900 km. Il fut récemment passé au grade de planète naine. Il fut découvert presque en même temps qu'Éris. Il possède une apparence sphérique, et ne semble pas posséder de satellites.

Haumea

Haumea et ses 2 satellites vu par un artiste.
Article détaillé : (136108) Haumea.

Haumea est un objet transneptunien de forme oblongue dont la plus grande dimension est comprise entre 1 960 et 2 500 km. Il fut classé Planète naine le 17 septembre 2008. Il possède deux satellites Hiʻiaka et Namaka.

Planètes naines possibles

Le plus petit corps glacé dont on sait qu'il a atteint l'équilibre hydrostatique est Mimas, une lune de Saturne qui mesure un peu moins de 400 km. Selon Michael Brown, découvreur d'Éris, cela pourrait suggérer que la limite pour une planète naine glacée doit se trouver en dessous de 400 km. Bien qu'il soit difficile de mesurer le diamètre des objets transneptuniens, Brown pense que Sedna et une quarantaine de transneptuniens satisfont à ce critères et pourraient être considérés comme des planètes naines ; potentiellement, plusieurs centaines d'objets transneptuniens pourraient l'être[4],[8].

Le deuxième plus gros astéroïde, Vesta, semble également à peu près sphérique, mais possède cependant une face plane significative. Pallas et Hygée sont plus irréguliers, mais néanmoins partiellement arrondis par leur propre gravité. Potentiellement, tous les trois pourraient remplir les critères définis par l'UAI[9]. Tout comme Cérès, Vesta et Pallas furent considérés comme des planètes depuis leur découverte jusqu'aux années 1850.

Le statut de Charon, actuellement considéré comme un satellite de Pluton, est incertain. En effet, il n'existe pas de définition claire de ce qui constitue un système satellitaire ou un système binaire. Charon est largement plus grand que les autres satellites en comparaison de Pluton et Pluton et Charon orbitent tous les deux autour d'un point situé dans l'espace plutôt qu'à l'intérieur de Pluton. En conséquence, le système pourrait être désigné dans le futur comme un système planétaire double, faisant de Charon une planète naine.

Le tableau suivant regroupe les objets connus de plus de 800 km de diamètre qui pourraient être inclus dans la liste des planètes naines :

Objet Type Diamètre
(km)
Masse
(kg)
Sedna Objet épars 1 180 à 1 800 1,7 à 6,1×1021
Quaoar Cubewano 1 260±190 1,0 à 2,6×1021
Charon Plutino 1 207±3 1,5×1021
2002 TC302 Objet épars 420 à 1 190 0,78 à 18×1020 ?
Orcus Plutino 840 à 1880 ~ 7,5×1020
2004 XR190 (Buffy) Objet épars 500 à 1 000  ???
Varuna Cubewano ~ 874 ~ 5,9×1020
Ixion Plutino < 822 < 5,8×1020 ?
2002 AW197 Cubewano 700±50 5,2×1020 ?

Annexes

Articles connexes

Bibliographie

  • Alain Doressoundiram et Emmanuel Lellouch, Aux Confins du système solaire, 2008 [détail des éditions] 

Liens externes

Références

  1. a , b , c , d , e , f , g  et h (en) Union astronomique internationale, « Assemblée générale UAI 2006: RESOLUTIONS 5 et 6 », 24 août 2006. Consulté le 18 septembre 2008
  2. a  et b (en) News Release - IAU0807: IAU names fifth dwarf planet Haumea, 17/09/2008, Union astronomique internationale. Consulté le 18/09/2008
  3. a  et b (en) Dwarf Planets and their Systems, 11/07/2008, Working Group for Planetary System Nomenclature. Consulté le 15/07/2008
  4. a  et b (en) M. E. Brown, « The Dwarf Planets », 2007, Caltech. Consulté le 18 juin 2007
  5. (en) Union astronomique internationale, « Draft Resolution 5 for GA-XXVI: Definition of a Planet », 16 août 2006. Consulté le 18 juin 2007
  6. (en) Stern, S. Alan; Levison, Harold F., « Regarding the criteria for planethood and proposed planetary classification schemes », dans Highlights of Astronomy, vol. 12, 2002, p. 205-213 [résumé] 
  7. (en) Soter, Steven, « What Is a Planet? », dans The Astronomical Journal, vol. 132, no 6, 12/2006, p. 2513-2519 [résumé lien DOI] 
  8. (en) Space.com, « Nine Planets Become 12 with Controversial New Definition », 16 août 2006. Consulté le 18 juin 2007
  9. (en) New Scientist, « Three new planets may join solar system », 16 août 2006. Consulté le 18 juin 2007
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