Les Ceinture d'astéroïdes est un endroit assez intéressant. En plus de contenir entre 2,8 et 3,2 quintillions de tonnes de matière, la région abrite également de nombreuses planètes mineures. La plus grande d'entre elles, connue sous le nom de Cérès, n'est pas seulement la plus grande planète mineure du système solaire intérieur, mais aussi le seul corps de cette région à être désigné comme une «planète naine» par l'Union astronomique internationale (UAI).
En raison de sa taille et de sa forme, lors de sa première observation, Cérès était considérée comme une planète. Bien que cette croyance ait depuis été révisée, Cérès est le seul parmi les objets de la ceinture d'astéroïdes en ce qu'il est le seul objet suffisamment massif pour avoir pris une forme sphérique. Et comme la plupart des planètes naines de notre système solaire, son statut reste controversé et notre connaissance limitée.
Découverte et nommage :
Cérès a été découverte par Giuseppe Piazzi le 1er janvier 1801, alors qu'il recherchait des étoiles zodiacales. Cependant, l'existence de Cérès avait été prédite des décennies auparavant par Johann Elert Bode, un astronome allemand qui a supposé qu'il devait y avoir une planète entre Mars et Jupiter. La base de cette hypothèse était la défunte loi Bode-Titus, qui a été proposée pour la première fois par Johann Daniel Titius en 1766.
Cette loi stipulait qu'il existait un motif régulier dans les demi-grands axes des orbites des planètes connues, dont la seule exception était le grand écart entre Mars et Jupiter. Pour tenter de résoudre ce problème, en 1800, l'astronome allemand Franz Xaver von Zach a demandé à vingt-quatre astronomes expérimentés (surnommés la « police céleste ») de combiner leurs efforts pour localiser cette planète manquante.
Comparaison des images HST et Dawn FC de Ceres prises à près de 11 ans d'intervalle. Crédit : NASA.
L'un de ces astronomes était Giuseppe Piazzi de l'Académie de Palerme, qui avait fait la découverte peu de temps avant l'arrivée de son invitation à rejoindre le groupe. Au moment de sa découverte, il l'a confondu avec une comète, mais des observations ultérieures l'ont amené à déclarer qu'il pourrait s'agir de quelque chose de plus. Il a officiellement partagé ses observations avec des amis et des collègues en avril 1801 et a envoyé les informations à von Zach pour qu'elles soient publiées en septembre.
Malheureusement, en raison de son changement de position apparente, Cérès était trop proche de l'éblouissement du Soleil pour être visible par les astronomes. Ce ne serait qu'à la fin de l'année qu'il serait à nouveau repéré, en grande partie grâce à l'astronome allemand Carl Freidrich Gauss et aux prédictions qu'il a faites de son orbite. Le 31 décembre, von Zach et son collègue Heinrich W.M. Olbers trouva Cérès près de la position prédite par Gauss, et la récupéra ainsi.
Piazzi a suggéré à l'origine de nommer sa découverte Cerere Ferdinandea, d'après la déesse romaine de l'agriculture Ceres (Cerere en italien) et le roi Ferdinand de Sicile. Le nom Ferdinand a été abandonné dans d'autres pays, mais Cérès a finalement été retenu. Cérès s'appela aussi Héra pendant une courte période en Allemagne ; alors qu'en Grèce, on l'appelle encore Déméter d'après l'équivalent grec de la déesse romaine Cérès.
Classification:
La classification de Cérès a changé plus d'une fois depuis sa découverte, et reste l'objet de controverses. Par exemple, Johann Elert Bode - un contemporain de Piazzi - pensait que Cérès était la 'planète manquante' qu'il avait proposé d'exister entre Mars et Jupiter. Cérès s'est vu attribuer un symbole planétaire et est resté répertorié comme une planète dans les livres et les tables d'astronomie (avec2 Pallas, 3 Junon,et 4 Vesta ) jusqu'au milieu du XIXe siècle.
Cérès par rapport aux astéroïdes visités à ce jour, dont Vesta, la cible cartographique de Dawn en 2011. Crédit : NASA/ESA/Paul Schenck.
Comme d'autres objets ont été découverts dans le voisinage de Cérès, on s'est rendu compte que Cérès représentait le premier d'une nouvelle classe d'objets. En 1802, avec la découverte de2 Pallas, William Herschel a inventé le termeastéroïde(« comme une étoile ») pour ces corps.En tant que premier corps de ce type à être découvert, Cérès a reçu la désignation1 Cérèssous le système moderne des désignations des planètes mineures.
Dans les années 1860, l'existence d'une différence fondamentale entre les astéroïdes tels que Cérès et les grandes planètes était largement acceptée, bien qu'une définition précise de « planète » n'ait jamais été formulée. Le débat de 2006 sur Éris, Pluton et ce qui constitue une planète a conduit à envisager la reclassification de Cérès en tant que planète.
La définition adoptée le 24 août 2006 a porté les exigences qu'une planète a une masse suffisante pour assumer équilibre hydrostatique , être en orbite autour d'une étoile et ne pas être un satellite, et avoir nettoyé le voisinage autour de son orbite. En l'état, Cérès ne domine pas son orbite, mais la partage avec des milliers d'autres astéroïdes et ne constitue qu'environ un tiers de la masse de la ceinture d'astéroïdes. Des corps comme Cérès qui remplissaient certaines de ces qualifications, mais pas toutes, ont plutôt été classés comme «planètes naines».
Outre la controverse entourant l'utilisation de ce terme, se pose également la question de savoir si le statut de Cérès en tant que planète naine signifie qu'elle ne peut plus être considérée comme un astéroïde. La décision de l'AIU de 2006 n'a jamais précisé si Cérès est un astéroïde ou non. En fait, l'UAI n'a jamais du tout défini le mot « astéroïde », ayant préféré le terme « planète mineure » jusqu'en 2006, et les termes « petit corps du système solaire » et « planète naine » par la suite.
Taille, masse et orbite :
Les premières observations de Cérès n'ont pu calculer sa taille qu'à un ordre de grandeur près. En 1802, l'astronome anglais William Herschel a sous-estimé son diamètre à 260 km, alors qu'en 1811 Johann Hieronymus Schröter l'a surestimé à 2 613 km. Les estimations actuelles placent son rayon moyen à 473 km et sa masse à environ 9,39 × 10vingtkg (l'équivalent de 0,00015 Terres ou 0,0128 Lunes).
Comparaison des tailles de Vesta, Eros et Ceres. Crédit : NASA/JPL
Avec cette masse, Cérès comprend environ un tiers de la masse totale estimée de la ceinture d'astéroïdes (qui représente à son tour environ 4 % de la masse de la Lune). Les prochains plus gros objets sont Vesta, Pallas et Hygiea, qui ont des diamètres moyens de plus de 400 km et des masses de 2,6 x 10vingtkg, 2,11 x 10vingtkg, et 8,6 × 1019kg respectivement. La masse de Cérès est suffisamment grande pour lui donner une forme presque sphérique, ce qui la rend unique parmi les objets et les planètes mineures de la ceinture d'astéroïdes.
Cérès suit une orbite légèrement inclinée et modérément excentrique, allant de 2,5577 UA (382,6 millions de km) du Soleil au périhélie et 2,9773 UA (445,4 millions de km) à l'aphélie. Il a une période orbitale de 1 680 jours terrestres (4,6 ans) et prend 0,3781 jours terrestres (9 heures et 4 minutes) pour effectuer une rotation sidérale.
Composition et Ambiance :
Sur la base de sa taille et de sa densité (2,16 g/cm³), Cérès se différencierait entre un noyau rocheux et un manteau glacé. Sur la base des preuves fournies par le Télescope Keck en 2002 , le manteau est estimé à 100 km d'épaisseur et contient jusqu'à 200 millions de km3 d'eau, ce qui est plus d'eau douce qu'il n'en existe sur Terre. Les données infrarouges à la surface suggèrent également que Cérès pourrait avoir un océan sous son manteau glacé.
Si cela est vrai, il est possible que cet océan abrite une vie extraterrestre microbienne, similaire à ce qui a été proposé à propos de Mars , Titan , L'Europe et Encelade . Il a en outre été émis l'hypothèse que les éjectas de Cérès auraient pu envoyer des microbes sur Terre dans le passé.
Les autres constituants de surface possibles comprennent les minéraux argileux riches en fer (cronstedtite) et les minéraux carbonatés (dolomite et sidérite), qui sont des minéraux communs dans chondrite carbonée météorites. La surface de Cérès est relativement chaude, avec une température maximale estimée à environ 235 K (-38 °C, -36 °F) lorsque le soleil est au-dessus.
En supposant la présence d'antigel en quantité suffisante (comme l'ammoniac), la glace d'eau deviendrait instable à cette température. Par conséquent, il est possible que Cérès ait une atmosphère ténue causée par le dégazage de la glace d'eau à la surface. La détection de quantités importantes de h ions ydroxyde près du pôle nord de Cérès , qui est un produit de la dissociation de la vapeur d'eau par le rayonnement solaire ultraviolet, en est une autre indication.
Cependant, ce n'est qu'au début de 2014 que plusieurs sources localisées de vapeur d'eau aux latitudes moyennes ont été détectés sur Cérès. Les mécanismes possibles pour la libération de vapeur comprennent la sublimation de la glace de surface exposée (comme avec les comètes), les éruptions cryovolcaniques résultant de la chaleur interne et la pressurisation souterraine. La quantité limitée de données suggère que la vaporisation est plus cohérente avec la sublimation de style cométaire.
Origine:
De multiples théories existent quant à l'origine de Cérès. D'une part, il est largement admis que Cérès est une protoplanète survivante qui s'est formée il y a 4,57 milliards d'années dans la ceinture d'astéroïdes. Contrairement aux autres protoplanètes internes du système solaire, Cérès n'a pas fusionné avec d'autres pour former une planète terrestre et a évité d'être éjectée du système solaire par Jupiter. Cependant, il existe une théorie alternative qui propose que Cérès s'est formé dans la ceinture de Kuiper et a ensuite migré vers la ceinture d'astéroïdes.
L'évolution géologique de Cérès dépend des sources de chaleur qui étaient disponibles pendant et après sa formation, qui auraient été fournies par le frottement de l'accrétion planétésimale et de la désintégration de divers radionucléides . On pense que ceux-ci ont été suffisants pour permettre à Cérès de se différencier en un noyau rocheux et un manteau glacé peu de temps après sa formation. Cette surface glacée se serait progressivement sublimée, laissant derrière elle divers minéraux hydratés comme les minéraux argileux et les carbonates.
Aujourd'hui, Cérès apparaît comme un corps géologiquement inactif, avec une surface sculptée uniquement par les impacts. La présence de quantités importantes de glace d'eau dans sa composition est ce qui a conduit les scientifiques à la conclusion possible que Cérès a ou avait une couche d'eau liquide à l'intérieur.
Exploration:
Jusqu'à récemment, très peu d'observations directes avaient été faites sur Cérès et on savait peu de choses sur ses caractéristiques de surface. En 1995, le Le télescope spatial Hubble capturé des images haute résolution qui montraient une tache sombre à la surface que l'on pensait être un cratère - et surnommée 'Piazzi' d'après son fondateur.
Les images dans le proche infrarouge prises par le télescope Keck en 2002 ont montré plusieurs caractéristiques lumineuses et sombres se déplaçant avec la rotation de Cérès. Deux des caractéristiques sombres avaient des formes circulaires et étaient présumées être des cratères. L'une a été identifiée comme la caractéristique « Piazzi », tandis que l'autre a été observée comme ayant une région centrale lumineuse. En 2003 et 2004, des images en lumière visible ont été prises par Hubble pendant une rotation complète qui a montré 11 caractéristiques de surface reconnaissables, dont la nature est encore indéterminée.
Avec le lancement de la Mission de l'aube , avec laquelle la NASA a l'intention de mener une étude de près d'une décennie sur Cérès et Vesta, beaucoup plus a été appris sur cette planète naine. Par exemple, après avoir atteint l'orbite autour de l'astéroïde en mars 2015, Dawn a révélé un grand nombre de cratères de surface avec un faible relief, indiquant qu'ils marquent une surface relativement molle, très probablement constituée de glace d'eau.
Plusieurs points lumineux ont également été observés parAube, dont le plus brillant (« Spot 5 ») est situé au milieu d'un cratère de 80 km (50 mi) appelé Occateur . Ces éléments lumineux ont un albédo d'environ 40 %qui sont causés par une substance à la surface, éventuellement de la glace ou des sels, reflétant la lumière du soleil. Une brume apparaît périodiquement au-dessus de Spot 5 , soutenant l'hypothèse qu'une sorte de glace de dégazage ou de sublimation a formé les points lumineux.
Le vaisseau spatial Dawn a également noté la présence d'un imposant Montagne de 6 kilomètres de hauteur (4 milles ou 20 000 pieds) au début d'août 2015. Cette montagne, qui est à peu près de forme pyramidale et fait saillie au-dessus d'un terrain par ailleurs lisse, semble être la seule montagne de son genre sur Cérès.
Comme tant de corps célestes de notre système solaire, Cérès est un mystère que les scientifiques et les astronomes s'efforcent de résoudre lentement. Avec le temps, notre exploration de ce monde nous apprendra probablement beaucoup sur l'histoire et l'évolution de notre système solaire, et pourrait même conduire à la découverte de la vie au-delà de la Terre.
Nous avons de nombreux articles intéressants sur Ceres ici à Universe Today. Par exemple, voici quelques articles sur les nombreux des points lumineux capturé par le Sonde d'aube , et quoi ils sont probablement .
Et voici quelques articles sur le Ceinture d'astéroïdes et Pourquoi ce n'est pas une planète .
Pour plus d'informations, consultez la NASA Aube – Cérès et Vesta et Planètes naines : aperçu .