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Astéroïdes : beaucoup de centaures seraient des comètes

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Les centaures sont de petits corps célestes faisant partiellement penser à des astéroïdes, se déplaçant sur des orbites instables et très elliptiques entre Jupiter et Neptune. Certains d'entre eux se mettent parfois à dégazer tels des comètes lorsqu'ils s'approchent du Système solaire interne, et la mission Neowise vient de confirmer que leur surface réfléchissait la lumière dans l'infrarouge comme elles.

Une vue d'artiste illustrant les petits corps célestes faisant partie de la famille des centaures. On sait maintenant qu’ils ne sont pas en majorité des astéroïdes piégés temporairement sur des orbites instables et très elliptiques entre Jupiter et Neptune. Certains d'entre eux, comme déjà observé, s’entourent d'une chevelure cométaire en s'approchant du Système solaire interne (en noir sur la droite de l'image) : il s'agit donc de comètes. © Nasa

Dans son livre Astéroïdes : la Terre en danger, Jean-Pierre Luminet fait remarquer que depuis peu, la frontière entre comètes et astéroïdes est devenue assez floue. C'est particulièrement le cas pour un groupe d'objets célestes connus sous le nom de centaures. Comme leur nom issu de la mythologie grecque l'indique, les centaures ont une double nature. On les trouve sur des orbites très elliptiques entre Jupiter et Neptune. Fortement perturbées par les planètes géantes, ces orbites ne sont pas stables et l'on estime que les 332 objets rassemblés dans la famille des centaures (dont 94 confirmés et numérotés) quitteront cette famille en quelques millions d'années tout au plus.

Pendant un temps, les centaures étaient considérés comme des astéroïdes, mais assez  rapidement, il a été établi qu'ils partageaient (pour certains d'entre eux) des points communs avec les comètes. On pouvait penser que certains centaures étaient en réalité des comètes temporairement piégées entre Jupiter et Saturne.

Des astéroïdes qui développent parfois une chevelure de comète

De fait, le premier objet reconnu comme un centaure a été (2060) Chiron (à ne pas confondre avec Charon, le satellite de Pluton). Découvert en 1977, on a eu la surprise de constater qu'il s'était mis temporairement à développer une chevelure cométaire en 1988 au moment où il s'approchait du périhélie de son orbite.

De nos jours, on pense donc que certains centaures ont une composition de glaces et de roches assez proche des comètes. Voilà ce qui a justifié que (2060) Chiron possède aussi un nom de comète : 95P/Chiron. Les centaures sont toutefois des objets nettement plus grands que les comètes, (10199) Chariklo a un diamètre de 258 km par exemple.

Phoebé, une lune de Saturne, a été survolée par Cassini en 2004. On pense qu'elle a été capturée par Saturne et qu'elle aurait pendant un temps fait partie des centaures. Avant cela, elle appartenait peut-être à la ceinture de Kuiper au-delà de Neptune. © Nasa

Contrairement à la comète Wild 2 ou à l'astéroïde Lutetia, aucune sonde n'a encore survolé un centaure. Toutefois, certains suggèrent qu'une des lunes de Saturne, Phoebé, qui a été examinée de près par Cassini, pourrait bien en être un ancien : elle ne ressemble pas à une comète, mais des éléments indiquent qu'il pourrait s'agir d'un centaure capturé. Cela renforce la nécessité de savoir quelle portion des centaures est vraiment constituée d'astéroïdes.

Pour tenter de répondre à cette question, les astronomes ont utilisé le Wide-field Infrared Survey Explorer (Wise), plus exactement la partie de la mission appelée Neowise consacrée à l'étude des comètes et des astéroïdes de type Near-Earth Object (Neo), des géocroiseurs donc. Il se trouve que les données collectées dans l'infrarouge par les instruments contiennent des informations sur les centaures. Les résultats des analyses de ces observations ont été publiés dans un article déposé sur arxiv.

Une vue d'artiste du Wide-field Infrared Survey Explorer, Wise, observant l'univers dans l'infrarouge. En arrière-plan, on voit une image en fausses couleurs de la voûte céleste obtenue avec les instruments du satellite. © Nasa

Au moins deux tiers des centaures ne sont pas des astéroïdes

Le programme Neowise a permis d'estimer dans l'infrarouge l'albédo de 52 corps célestes parmi lesquels se trouvent des centaures, et ce que l'on appelle des objets épars, c'est-à-dire des objets transneptuniens situés au-delà de la ceinture de Kuiper (à environ 48 UA), et dont l'orbite est fortement excentrique. Ces objets auraient été éjectés du disque planétaire par les forces gravitationnelles des planètes géantes.

On avait déjà observé la surface de certains centaures dans le visible. Jusqu'à présent, les images obtenues étaient soit de couleur bleu-gris, soit rougeâtres. Dans le premier cas, il pouvait s'agir aussi bien d'astéroïdes que de comètes. Dans le second, la balance penchait très nettement du côté des astéroïdes. En complétant ces observations par celles de Neowise, il était possible de départager ces hypothèses.

Il semble bel et bien que deux tiers des centaures aient en fait une couleur noire, les faisant ressembler aux comètes dont la surface glacée est recouverte d'une telle couche noire. La majorité des centaures serait donc des comètes. Mais comme des incertitudes persistent encore concernant la nature du tiers restant, qui ne serait pas forcément constitué d'astéroïdes, l'étude des données de Neowise se poursuit et apportera probablement plus de réponses.