D'un diamètre de 92 km, le cratère Occator abrite les fameuses taches lumineuses observées par Dawn. © Nasa, JPL-Caltech, UCLA, MPS, DLR, IDA

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La planète naine Cérès serait née au-delà de Neptune

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Une découverte fortuite renforce l'attrait scientifique pour Cérès. La présence de poussières exogènes à la surface de la planète naine, par ailleurs le plus gros objet de la ceinture principale, indique qu'elle s'est formée bien plus loin de son emplacement actuel. Comme nous l'explique Pierre Vernazza, le chercheur à l'origine de cette découverte, Cérès est un des astéroïdes sur lequel il est opportun d'envoyer une mission à sa surface.

Depuis près de deux ans, la sonde Dawn nous fait découvrir la planète naine Cérès, un objet faisant le lien entre les petits corps, dont il ne fait pas partie, et les plus gros comme les satellites de Jupiter. L'histoire de sa formation commence à être mieux comprise, à commencer par son lieu de naissance, bien différent de sa position actuelle. « Elle s'est très vraisemblablement formée dans le Système solaire externe, au-delà de l'orbite de Jupiter, nous expliquait en juillet 2016 Pierre Vernazza, chargé de recherche au CNRS et chercheur au Laboratoire d’astrophysique de Marseille. La migration des planètes géantes l'aurait éjectée vers l'intérieur, là où elle se trouve aujourd'hui ».

Ce même scientifique a très vraisemblablement apporté une réponse définitive à cette question dans l'étude publiée dans The Astronomical Journal. À la tête d'une équipe internationale, composée principalement de chercheurs français du LAM (CNRS, université Aix-Marseille), Pierre Vernazza a révélé la présence d'un « composant anhydre sur la surface de Cérès [des particules fines de pyroxène, NDLR] ». Une découverte tout à fait fortuite que l'on ne doit pas à la sonde Dawn mais à l'observatoire SOFIA et son télescope infrarouge de 2,5 m installé dans un avion.

C'est l'absence de spectre infrarouge de Cérès qui a motivé Pierre Vernazza à employer ce télescope. Il ne s'attendait pas bien sûr à découvrir de la poussière exogène. Poussant plus loin ses investigations sur son origine, le chercheur et son équipe ont déterminé que cette contamination provient « vraisemblablement d'un nuage de poussière situé dans la ceinture principale externe et qui s'est formé à la suite d'une collision récente, il y a un moins de 10 millions d'années ».

Composition de surface et structure interne de la planète naine Cérès. La surface apparaît comme un mélange de poussières anhydres (pyroxène), vraisemblablement exogènes, et de poussières hydratées endogènes (phyllosilicates, carbonates). Les modèles prédisent également la présence d’un noyau rocheux. © LAM, Nasa, JPL-Caltech, UCLA, MPS, DLR, IDA

Si le pyroxène observé à la surface de Cérès est de nature exogène, alors « plus rien ne relie Cérès aux autres astéroïdes de sa classe spectrale (dits de type C) ». Le fait que les silicates hydratés observés à sa surface par Dawn soient riches en ammoniac, cela « ouvre la possibilité d'une origine transneptunienne : Cérès et Orcus pourraient être "jumeaux" ». Ainsi Cérès, de même que les astéroïdes de type P et D qui sont des résidus primordiaux de la formation des planètes et pour lesquels une origine transneptunienne est évoquée, pourrait s'être « formé aux confins du système solaire [au-delà de 10 UA, NDLR] et aurait atterri dans la ceinture principale à la suite de la migration des planètes géantes ». À cela s'ajoute que Cérès n'est peut-être pas le seul astéroïde dans cette situation. D'autres ont vraisemblablement migré de ces régions externes, « dont Iga, le quatrième astéroïde, en termes de masse, de la Ceinture principale »

Une cible majeure pour le futur

Si cette découverte est confirmée, ce qui ne fait guère de doute, elle fait de Cérès une « cible majeure pour le futur et accroît l'intérêt d'un atterrisseur qui se poserait dessus ». Avec Cérès, les astronomes ont, à quelques encablures de la Terre« un objet qui peut donner des informations sur le disque externe primordial ». Certes il ne permet pas de « remonter directement au disque primordial global car les briques élémentaires ont été altérées par l'eau liquide » mais assurément, des données significatives sur l'histoire de la formation des planètes sont à récupérer.

Quant aux futures missions à destination de Cérès, quelques projets existent dont celui du JPL, qui veut faire atterrir un rover. Il y a aussi le Nautilus de Pierre Vernazza. Son idée est de « poser un atterrisseur de type Philae avec une charge utile d'une vingtaine de kilogrammes et d'utiliser un orbiteur minimaliste avec seulement deux instruments et une charge utile pour les communications avec la Terre ». Au vu des dernières avancées dans la connaissance de Cérès, Nautilus devrait embarquer des instruments pour « mesurer la composition isotopique des éléments, déterminer la nature des silicates, ainsi que la présence ou non de matière organique ».

À court terme, les chances qu'un des deux projets voit le jour sont très faibles. La sélection par la Nasa des missions Psyché et Lucy à destination de deux astéroïdes rend peu probable la sélection d'une autre mission, encore à destination d'un de ces objets lors de la prochaine sélection. Du côté de l'Agence spatiale européenne, l'ESA, la prochaine sélection d'une mission est attendue en novembre 2018 avec à la clé un budget qui pourrait ne pas être suffisant pour Nautilus. Cela dit, « je reste optimiste ». À un horizon d'une dizaine d'années, il est inconcevable que l'on n'y retourne pas « avec une mission plus ambitieuse que Dawn et que l'on se pose dessus ».