Découverte de jets de vapeur d’eau émis par Cérès dans la ceinture d’astéroïdes

Illustration de la planète naine Ceres enrobée de vapeur d'eau
Illustration de la planète naine Ceres enrobée de vapeur d’eau

Le télescope spatial Herschel découvre pour la première fois des traces tangibles de vapeur d’eau dans deux régions de Cérès, le plus gros corps de la ceinture principale d’astéroïde. La ligne qui distingue les comètes des astéroïdes est « de plus en plus floue ».

Découvert en 1801, Cérès — désigné aussi (1) Cérès — est le plus gros des astéroïdes de la ceinture principale, localisée entre Mars et Jupiter à une distance moyenne de 415 millions de kilomètres (2,7 fois la distance Terre-Soleil). D’un diamètre estimé à 950 kilomètres, il représente un cinquième de la masse de ce célèbre anneau de roches (et de glaces) et il a accédé, en 2006, au statut de planète naine aux côtés des Pluton et autres Sedna, etc.

Malgré tout, de par sa taille, il reste difficile à appréhender pour les astronomes et nul ne connait les détails de sa surface. Toutefois, la prochaine visite prévue en 2015 de la sonde spatiale Dawn, devrait éclairer les chercheurs sur ses principales caractéristiques physico-chimiques.

Il faut dire qu’il ne semble pas uniquement se composer de roches… Suspectée depuis longtemps d’être vêtue d’un manteau de glace, la récente campagne d’observation menée avec le télescope spatial Herschel (ESA), sensible au rayonnement infrarouge lointain, montre qu’il existe en réalité deux régions tangibles où de la vapeur d’eau fut détectée. Au cours de sa rotation de 9 heures, la signature de la molécule H2O apparait effectivement localisée sur deux points. Deux « hotspots » dont l’activité varie au cours du temps et interroge les chercheurs : s’agit-il de geysers ? ; y aurait’il un cryovolcanisme sur Cérès ? ou peut-on imaginer qu’il existe un océan d’eau liquide sous sa surface ?

« Nous estimons qu’approximativement 6 kg de vapeur d’eau sont produits chaque seconde, ce qui ne représente qu’une minuscule fraction de la surface de Cérès qui soit recouverte de glace d’eau, ce qui relie bien aux deux régions caractéristiques que nous avons observé » raconte Laurence O’Rourke, directrice de recherche du programme MACH-11 (Measurements of 11 Asteroids and Comets Using Herschel) et co-auteure de l’article publié dans la revue Nature.
Pour l’instant, la meilleure explication avancée est la sublimation périodique de la glace. Celle-ci serait plus importante lors du périgée de la planète naine (plus petite distance avec le Soleil), à une distance de 381,4 millions de kilomètres.
Environ 5 % plus sombres que le reste de sa surface, ces deux régions absorbent davantage d’énergie solaire qui augmente significativement leur activité comme le révèle leur signature spectrale.

Taches sombres qui seraient à l'origine des émissions de vapeur d'eau de Ceres observées avec Herchel
Taches sombres qui seraient à l’origine des émissions de vapeur d’eau de Ceres observées avec Herchel

Caractériser Cérès et évaluer ses réserves en eau est précieux pour qui veut comprendre le passé de notre système solaire. « La découverte par Herschel des jets de vapeur d’eau de Cérès nous donne de nouvelles informations sur la distribution de l’eau dans le système solaire » explique Göran Pilbratt, membre de l’équipe scientifique du télescope spatial Herschel, « cette découverte est importante non pas seulement pour l’étude des petits corps du système solaire, mais aussi pour en apprendre davantage sur les origines de l’eau sur la Terre ».

Les astronomes souhaitent comprendre les implications de ces corps célestes en partie maintenus (rangés) dans la ceinture d’astéroïde. Car, rappellent-ils, aux origines, il y a 4,6 milliards d’années, il faisait bien trop chaud au niveau des orbites actuelles de Mercure, Vénus, la Terre et Mars pour que l’eau s’y condense. Aussi, en vertu de nouveaux modèles, une grande partie de « notre » eau proviendrait-elle du « bombardement tardif » qui fit rage il y a 3,9 milliards d’années. Les comètes sont bien entendu les suspects numéro un dans cette distribution, mais qu’en est-il vraiment des nombreux astéroïdes ? Ces dernières années, quelques-uns d’entre eux sont apparus, en effet, comme ambigus, riches en glace comme des comètes, mais en sommeil … Cette découverte d’une atmosphère et/ou de jets de vapeur d’eau sur Cérès rend « encore plus floue la ligne entre comètes et astéroïdes » relève Seungwon Lee du JPL, et accrédite l’hypothèse que d’importants échanges ont pu se produire dans le passé. « Nous savions auparavant que la ceinture d’astéroïde montrait une activité cométaire, mais c’est la première détection de vapeur d’eau pour un objet de type astéroïde ».

Après avoir survolé durant toute une année, Vesta, deuxième plus gros corps de la ceinture d’astéroïde, le vaisseau Dawn se dirige à présent vers la planète naine Cérès qu’elle devrait atteindre en février 2015. Pour connaitre sa position actuelle, cliquez ici.

Portrait de Ceres par Hubble
Portrait de Ceres par Hubble

Crédit photo : ESA/ATG medialab.

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