Le télescope spatial James Webb a révélé que le centaure dénommé 2060 Chiron se distingue des autres. Cet objet, qui orbite autour du soleil à mi-chemin entre Jupiter et Neptune, présente un mélange de glaces et de gaz qui le rend unique parmi les autres corps célestes du lointain système solaire extérieur.
Actuellement, environ mille centaures sont connus, mais Chiron, avec un diamètre de 135 miles (218 km), a été le premier à être découvert en 1977. On pense que les centaures ont vu le jour dans la zone gelée au-delà de Neptune avant de migrer vers l’intérieur du système solaire, sous l’influence des résonances gravitationnelles avec les géantes de glace. Leur trajet vers le soleil engendre une sublimation de certaines glaces, créant une atmosphère gazeuse ou une chevelure autour du centaure, à la manière des comètes.
Charles Schambeau de l’Université de Floride centrale décrit Chiron comme un atypique parmi les centaures et même parmi les objets transneptuniens (TNO), qui possèdent leurs propres mystères. « Il présente des périodes où il se comporte comme une comète, possède des anneaux de matière autour de lui et peut-être un champ de débris constitués de petites particules de poussière ou de matériau rocheux en orbite », a-t-il déclaré dans un communiqué.
Les nouvelles observations du télescope spatial James Webb (JWST) sur Chiron, dirigées par Schambeau et Noemí Pinilla-Alonso de l’Université d’Oviedo en Espagne, ont révélé que la composition des glaces en surface de Chiron est très différente de celle de tout autre centaure observé jusqu’à présent. Bien que chacune de ces glaces ne soit pas particulièrement rare, leur combinaison sur Chiron reste surprenante.
Le JWST a détecté de la glace de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone à la surface, ainsi que des gaz de dioxyde de carbone et de méthane dans l’atmosphère ténue de Chiron. La présence et l’LesNews du méthane suggèrent qu’il se sublime à partir d’une zone de la surface exposée à une quantité importante de chaleur solaire. Même si la température n’atteint jamais plus de -220 degrés Fahrenheit (-140 degrés Celsius), elle demeure suffisamment élevée pour provoquer la sublimation de ces glaces.
De plus, l’action du rayonnement solaire sur ces glaces entraîne des réactions chimiques produisant des sous-produits organiques tels que l’acétylène, l’éthane, le propane ainsi que divers oxydes de carbone, tous retrouvés en tant que glaces sur la surface de Chiron par le JWST.
“Découvrir quels gaz font partie de l’atmosphère et leurs relations avec les glaces à la surface nous aide à mieux comprendre les propriétés physiques et chimiques, telles que l’épaisseur et la porosité de la couche de glace, sa composition et comment l’irradiation l’affecte”, a déclaré Pinilla-Alonso.
Les centaures et les objets transneptuniens en général sont considérés comme des vestiges intacts de la formation du système solaire, remontant à 4,5 milliards d’années. Ils représentent des sortes de machines à remonter le temps, nous permettant d’observer la formation et la composition du système solaire, ainsi que la migration des objets dans le disque protoplanaire autour de la jeune étoile.
Les centaures actifs comme Chiron sont particulièrement précieux car ils fournissent des informations bien plus riches que les corps inertes.
“Ils subissent une transformation due à la chaleur solaire et offrent une opportunité unique d’étudier les couches de surface et de subsurface”, explique Pinilla-Alonso. “Ce qui rend Chiron exceptionnel, c’est que nous pouvons observer à la fois la surface, où se trouvent la plupart des glaces, et l’atmosphère, où nous détectons les gaz provenant de la surface ou juste en dessous.”
Chiron décrit une orbite elliptique de 50 ans autour du soleil, atteignant son aphelin – sa distance maximale du soleil – à 18,87 unités astronomiques (2,8 milliards de kilomètres, ou 1,75 milliard de miles) en 2021. Il atteindra son périhélie en 2047, se rapprochant à 8,5 unités astronomiques (1,27 milliard de kilomètres, ou 790 millions de miles) du soleil, soit juste à l’intérieur de l’orbite de Saturne. En se rapprochant du soleil au cours des 20 prochaines années, Chiron deviendra plus lumineux et plus actif, permettant des observations plus précises de ses glaces, de sa chimie organique et des effets de l’irradiation et de la lumière solaire sur sa surface gelée. Et il reste encore tant à apprendre.
“À en juger par nos nouvelles données JWST, je ne suis pas sûr que nous ayons un centaure standard”, déclare Pinilla-Alonso. “Chaque centaure actif que nous observons avec JWST présente une certaine particularité. Il doit y avoir une raison expliquant pourquoi ils semblent se comporter différemment, ou un élément commun que nous ne pouvons pas encore identifier.”
Malheureusement, Chiron et tous ses semblables centaures se trouvent dans une phase transitoire, et au cours des millions d’années à venir, leur destin sera scellé. Soit la famille de Jupiter les dispersera à nouveau vers l’intérieur, devenant ainsi une comète de la famille de Jupiter avec un cycle orbital inférieur à 20 ans, soit ils seront rejetés vers la ceinture de Kuiper par Jupiter, le gardien du système intérieur. Il est impossible de prédire quel sort les attend, mais comme il sied à un objet portant le nom d’une figure de la mythologie grecque, son destin se joue entre les mains des dieux.
Les nouvelles découvertes du JWST ont été publiées en décembre dans le journal Astronomy & Astrophysics.
Bon à savoir
- Le télescope James Webb, lancé en décembre 2021, a été conçu pour observer les objets célestes dans le proche infrarouge.
- Chiron est souvent considéré comme un pont entre les astéroïdes et les comètes, affichant des caractéristiques des deux types d’objets.
- Les centaures sont prévus pour évoluer et changer au cours des millions d’années, ce qui rend leur étude essentielle pour comprendre les dynamiques du système solaire.
La recherche sur Chiron illustre bien comment même les éléments les plus éloignés de notre système solaire peuvent révéler des secrets sur notre passé cosmique. Ces études fournissent une base solide pour envisager les processus qui ont façonné notre système solaire et nous incitent à nous interroger sur ce qui reste à découvrir dans les profondeurs de l’espace.