Un petit monde transneptunien possède une atmosphère, défiant astronomes et lois physiques établies

Introduction aux objets transneptuniens

Au-delà de l’orbite de Neptune se trouvent les objets transneptuniens, souvent désignés par l’acronyme TNO. Ces mondes lointains sont caractérisés par leurs faibles dimensions et leurs températures glaciales. Jusqu’à des découvertes récentes, seule la planète naine Pluton, le représentant le plus célèbre de cette catégorie, s’était révélée capable de retenir une atmosphère.

Pour les autres corps de cette région spatiale, particulièrement ceux de taille réduite, le maintien d’une couche atmosphérique était perçu comme une impossibilité physique. L’objet céleste répertorié sous le nom de 2002 XV93 vient remettre en question ce paradigme scientifique.

Avec un diamètre mesurant environ 500 kilomètres, ou 311 miles, 2002 XV93 ne présentait pas les caractéristiques requises pour posséder une atmosphère. Des observations menées au cours de l’année 2024 ont toutefois mis en évidence la présence d’une enveloppe gazeuse, forçant les astronomes à reconsidérer la dynamique des corps situés aux confins du Système solaire.

L’occultation stellaire observée depuis le Japon

Les données ayant conduit à cette trouvaille proviennent d’un événement astronomique précis, visible depuis le Japon le 10 janvier 2024. À cette date, 2002 XV93 est passé directement devant une étoile de faible luminosité, un astre préalablement découvert par l’observatoire spatial Gaia.

Ce phénomène, appelé occultation stellaire, a fait l’objet d’un suivi par plusieurs observatoires professionnels installés dans les préfectures de Kyoto et de Nagao. Un astronome citoyen, basé dans la préfecture de Fukushima, a complété ce réseau en réalisant ses propres relevés de l’événement.

La technique de l’occultation stellaire repose sur la variation de la lumière. Un corps céleste dépourvu d’air provoque un blocage abrupt de la lumière émise par l’étoile lointaine. Un monde doté d’une atmosphère génère une atténuation graduelle de cette même source lumineuse.

Analyse de l’atténuation lumineuse

L’examen des multiples observations récoltées lors de ce passage a permis de tracer une courbe de lumière spécifique. Les chercheurs rapportent avoir détecté une baisse progressive de la luminosité de l’étoile, écartant la thèse d’une occultation instantanée.

Cette atténuation graduelle suggère la présence d’une fine couche d’atmosphère autour de 2002 XV93. Les calculs estiment que cette enveloppe est entre 5 et 10 millions de fois plus fine que la propre atmosphère de la Terre. L’enveloppe reste clairsemée et raréfiée, mais sa détection constitue un fait établi.

Pour situer cette densité, une comparaison peut être établie avec Europe, la lune de glace de Jupiter. Cette lune jovienne possède une exosphère ténue, qui se trouve être environ 200 à 100 fois plus fine que l’atmosphère nouvellement identifiée de ce monde lointain et glacé.

Les scénarios de formation gazeuse

Le mécanisme autorisant un si petit monde à conserver une atmosphère demeure actuellement incertain. Les scientifiques explorent plusieurs pistes pour comprendre l’origine de cette formation gazeuse inattendue.

Une première hypothèse repose sur l’existence de processus internes à l’objet. Cette activité géologique pourrait avoir conduit à la formation de cryovolcans, capables de libérer les gaz composant la couche atmosphérique au fil du temps.

Une autre possibilité suggère que cette atmosphère ne soit pas une caractéristique à long terme, mais plutôt un phénomène de courte durée. Elle pourrait résulter d’un impact récent avec une comète, une collision cosmique qui aurait libéré des gaz de manière ponctuelle lors du choc.

Caractéristiques orbitales et perspectives futures

L’objet 2002 XV93 évolue selon une trajectoire précise, effectuant deux tours autour du Soleil pour chaque trois révolutions accomplies par Neptune. Une orbite complète nécessite 247,47 années.

À sa distance la plus rapprochée, ce monde se situe 34 fois plus loin du Soleil que ne l’est la Terre. La confirmation de son atmosphère laisse penser que d’autres objets transneptuniens pourraient présenter des enveloppes gazeuses similaires, ouvrant la voie à de nouvelles campagnes de recherche.

Les chercheurs anticipent que les prochaines occultations stellaires, conjuguées à l’utilisation de télescopes spatiaux, fourniront de nouveaux éléments sur cette atmosphère et son évolution. L’étude complète est publiée dans la revue scientifique Nature Astronomy.

Selon la source : iflscience.com