Planète naine -Dwarf planet

Neuf planètes naines les plus probables
et dates de découverte
Cérès (1801)
Pluton (1930)
Quaoar (2002)
Sedna (2003)
Orcus (2004)
Hauméa (2004)
Éris (2005)
Makemake (2005)
Gong Gong (2007)

Une planète naine est un petit objet de masse planétaire qui est en orbite directe autour du Soleil, plus petit que n'importe laquelle des huit planètes classiques mais qui reste un monde à part entière. La planète naine prototypique est Pluton . L'intérêt des planètes naines pour les géologues planétaires est que, puisqu'elles sont peut-être des corps différenciés et géologiquement actifs, elles peuvent afficher une géologie planétaire, une attente qui a été confirmée par la mission Dawn à Cérès et la mission New Horizons à Pluton , toutes deux en 2015. .

Le décompte du nombre de planètes naines parmi les corps connus du système solaire va de cinq et plus (l' Union astronomique internationale ) à plus de 120 (Runyon et al.). Neuf des 10 plus grands candidats (tous sauf Sedna ) ont été visités par des engins spatiaux (Pluton et Cérès ) ou ont au moins une lune connue (Pluton, Eris , Haumea , Makemake , Gonggong , Quaoar , Orcus et Salacia ), ce qui permet leurs masses et donc une estimation de leurs densités à déterminer. La masse et la densité peuvent à leur tour être insérées dans des modèles géophysiques pour tenter de déterminer la nature de ces mondes.

Le terme planète naine a été inventé par le scientifique planétaire Alan Stern dans le cadre d'une catégorisation à trois voies des objets de masse planétaire dans le système solaire : planètes classiques, planètes naines et planètes satellites . Les planètes naines ont ainsi été conçues comme une catégorie de planète. Cependant, en 2006, le concept a été adopté par l' Union astronomique internationale (UAI) en tant que catégorie d' objets sous -planétaires, faisant partie d'une recatégorisation à trois voies des corps en orbite autour du Soleil : planètes, planètes naines et petits corps du système solaire . Ainsi Stern et d'autres géologues planétaires considèrent les planètes naines et les planètes satellites comme des planètes, mais depuis 2006, l'UAI et peut-être la majorité des astronomes les ont exclues de la liste des planètes.

Histoire du concept

Pluton et sa lune Charon
4 Vesta , un astéroïde qui était autrefois une planète naine

À partir de 1801, les astronomes ont découvert Cérès et d'autres corps entre Mars et Jupiter qui pendant des décennies ont été considérés comme des planètes. Entre cette date et 1851 environ, lorsque le nombre de planètes atteignit 23, les astronomes commencèrent à utiliser le mot astéroïde pour désigner les corps plus petits et commencèrent à les distinguer en tant que planètes mineures plutôt que planètes majeures .

Avec la découverte de Pluton en 1930, la plupart des astronomes considéraient que le système solaire avait neuf planètes majeures, ainsi que des milliers de corps beaucoup plus petits ( astéroïdes et comètes ). Pendant près de 50 ans, Pluton a été considérée comme plus grande que Mercure , mais avec la découverte en 1978 de la lune de Pluton, Charon , il est devenu possible de mesurer avec précision la masse de Pluton et de déterminer qu'elle était beaucoup plus petite que les estimations initiales. C'était environ un vingtième de la masse de Mercure, ce qui faisait de Pluton de loin la plus petite planète. Bien qu'il soit encore plus de dix fois plus massif que le plus gros objet de la ceinture d'astéroïdes , Cérès, il n'avait qu'un cinquième de la masse de la Lune terrestre . De plus, ayant des caractéristiques inhabituelles, telles qu'une grande excentricité orbitale et une inclinaison orbitale élevée , il est devenu évident qu'il s'agissait d'un type de corps différent de toutes les autres planètes.

Dans les années 1990, les astronomes ont commencé à trouver des objets dans la même région de l'espace que Pluton (maintenant connue sous le nom de ceinture de Kuiper ), et certains encore plus loin. Beaucoup d'entre eux partageaient plusieurs des caractéristiques orbitales clés de Pluton, et Pluton a commencé à être considéré comme le plus grand membre d'une nouvelle classe d'objets, les plutinos . Il est devenu clair que soit le plus grand de ces corps devrait également être classé comme planètes, soit Pluton devrait être reclassé, tout comme Cérès avait été reclassé après la découverte d'astéroïdes supplémentaires. Cela a conduit certains astronomes à cesser de se référer à Pluton en tant que planète. Plusieurs termes, y compris sous- planète et planétoïde , ont commencé à être utilisés pour les corps maintenant connus sous le nom de planètes naines. Les astronomes étaient également convaincus que davantage d'objets aussi gros que Pluton seraient découverts et que le nombre de planètes commencerait à augmenter rapidement si Pluton devait rester classée comme une planète.

Eris (alors connu sous le nom de 2003 UB 313 ) a été découvert en janvier 2005 ; on pensait qu'elle était légèrement plus grande que Pluton, et certains rapports l'appelaient officieusement la dixième planète . En conséquence, la question est devenue un sujet de débat intense lors de l' Assemblée générale de l'AIU en août 2006. Le projet de proposition initial de l'AIU incluait Charon, Eris et Cérès dans la liste des planètes. Après que de nombreux astronomes se soient opposés à cette proposition, une alternative a été élaborée par les astronomes uruguayens Julio Ángel Fernández et Gonzalo Tancredi : ils ont proposé une catégorie intermédiaire pour les objets suffisamment grands pour être ronds mais qui n'avaient pas dégagé leurs orbites de planétésimaux . En plus de supprimer Charon de la liste, la nouvelle proposition a également supprimé Pluton, Cérès et Eris, car ils n'ont pas effacé leurs orbites.

Bien que des inquiétudes aient été soulevées quant à la classification des planètes en orbite autour d'autres étoiles, le problème n'a pas été résolu; il a été proposé à la place de ne décider cela que lorsque des objets de la taille d'une planète naine commencent à être observés.

Immédiatement après la définition de l'IAU de la planète naine, certains scientifiques ont exprimé leur désaccord avec la résolution de l'IAU. Les campagnes comprenaient des autocollants pour pare-chocs de voiture et des T-shirts. Mike Brown (le découvreur d'Eris) est d'accord avec la réduction du nombre de planètes à huit.

La NASA a annoncé en 2006 qu'elle utiliserait les nouvelles lignes directrices établies par l'IAU. Alan Stern , le directeur de la mission de la NASA sur Pluton , rejette la définition actuelle de planète de l'UAI, à la fois en termes de définition des planètes naines comme autre chose qu'un type de planète, et en utilisant les caractéristiques orbitales (plutôt que les caractéristiques intrinsèques) des objets pour définir comme des planètes naines. Ainsi, en 2011, il considérait encore Pluton comme une planète, et acceptait d'autres planètes naines probables telles que Cérès et Éris, ainsi que les plus grandes lunes , comme planètes supplémentaires. Plusieurs années avant la définition de l'UAI, il a utilisé des caractéristiques orbitales pour séparer les "überplanètes" (les huit dominantes) des "sous-planètes" (les planètes naines), en considérant les deux types de "planètes".

Nom

Diagramme d'Euler montrant la conception du Comité exécutif de l'UAI des types de corps dans le système solaire (à l'exception du Soleil)

Les noms des grands corps sous-planétaires incluent la planète naine , le planétoïde (terme plus général), la méso-planète (utilisée de manière étroite pour les tailles entre Mercure et Cérès), la quasi-planète et (dans la région transneptunienne) le plutoïde . La planète naine , cependant, a été inventée à l'origine comme un terme désignant les plus petites planètes, et non les plus grandes sous-planètes, et est toujours utilisée de cette façon par de nombreux astronomes planétaires.

Alan Stern a inventé le terme planète naine , analogue au terme étoile naine , dans le cadre d'une triple classification des planètes, et lui et nombre de ses collègues continuent de classer les planètes naines comme une classe de planètes. L'IAU a décidé que les planètes naines ne devaient pas être considérées comme des planètes, mais a conservé le terme de Stern pour elles. D'autres termes pour la définition de l'IAU des plus grands corps sous-planétaires qui n'ont pas de telles connotations ou utilisations contradictoires incluent quasi-planète et l'ancien terme planétoïde ("ayant la forme d'une planète"). Michael E. Brown a déclaré que planétoïde est "un mot parfaitement bon" qui a été utilisé pour ces corps pendant des années, et que l'utilisation du terme planète naine pour une non-planète est "stupide", mais qu'elle était motivée par un tentative de la session plénière de la division III de l'AIU de rétablir Pluton en tant que planète dans une deuxième résolution. En effet, le projet de résolution 5A avait appelé ces corps médians des planétoïdes, mais la session plénière a voté à l'unanimité pour changer le nom en planète naine. La deuxième résolution, 5B, définissait les planètes naines comme un sous-type de planète , comme Stern l'avait initialement prévu, se distinguant des huit autres qui devaient être appelées "planètes classiques". Selon cet arrangement, les douze planètes de la proposition rejetée devaient être conservées dans une distinction entre huit planètes classiques et quatre planètes naines . La résolution 5B a été rejetée au cours de la même session que la résolution 5A a été adoptée. En raison de l'incohérence sémantique d'une planète naine n'étant pas une planète en raison de l'échec de la résolution 5B, des termes alternatifs tels que nanoplanète et sous -planète ont été discutés, mais il n'y a pas eu de consensus au sein du CSBN pour le changer.

Dans la plupart des langues, des termes équivalents ont été créés en traduisant plus ou moins littéralement planète naine : français planète naine , espagnol planeta enano , allemand Zwergplanet , russe karlikovaya planeta ( карликовая планета ), arabe kaukab qazm ( كوكب قزم ), chinois ǎixíngxīng (行星), coréen waesohangseong ( 왜소행성 / 矮小行星) ou waehangseong ( 왜행성 / 矮行星), mais en japonais on les appelle junwakusei (準惑星), signifiant « quasi-planètes » ou « pénéplanètes » ( pene- signifiant « presque ").

La résolution 6a de l'UAI de 2006 reconnaît Pluton comme "le prototype d'une nouvelle catégorie d'objets trans-neptuniens". Le nom et la nature précise de cette catégorie n'ont pas été précisés mais laissés à l'appréciation de l'UAI à une date ultérieure ; dans le débat qui a précédé la résolution, les membres de la catégorie ont été diversement appelés plutons et objets plutoniens, mais aucun nom n'a été reporté, peut-être en raison des objections des géologues selon lesquelles cela créerait une confusion avec leur pluton .

Le 11 juin 2008, le Comité exécutif de l'UAI a annoncé un nouveau terme, plutoïde , et une définition : toutes les planètes naines trans-neptuniennes sont des plutoïdes. Cependant, d'autres départements de l'IAU ont rejeté le terme:

... en partie à cause d'une mauvaise communication par e-mail, le WG-PSN [Groupe de travail pour la nomenclature du système planétaire] n'a pas été impliqué dans le choix du mot plutoïde. ... En fait, un vote pris par le WG-PSN à la suite de la réunion du Comité exécutif a rejeté l'utilisation de ce terme spécifique..."

La catégorie de « plutoïde » a capturé une distinction antérieure entre la « naine terrestre » Cérès et les « naines de glace » du système solaire externe, faisant partie d'une conception d'une triple division du système solaire en planètes terrestres internes , géantes gazeuses centrales et naines de glace extérieures , dont Pluton était le membre principal. « Naine de glace » a également vu une certaine utilisation comme terme générique pour toutes les planètes mineures trans-neptuniennes, ou pour les astéroïdes de glace du système solaire externe ; une tentative de définition était qu'une naine de glace "est plus grande que le noyau d'une comète normale et plus glacée qu'un astéroïde typique".

Depuis la mission Dawn , il a été reconnu que Cérès est un corps glacé plus semblable aux lunes glacées des planètes extérieures et aux TNO tels que Pluton qu'aux planètes terrestres, brouillant la distinction, et Cérès a depuis été appelé un nain de glace aussi.

Critère

Discriminants planétaires
Corps Terre M / M  (1) Λ  (2) µ  (3) Π  (4)
Mercure 0,055 1,95 × 10 3 9,1 × 10 4 1,3 × 10 2
Vénus 0,815 1,66 × 10 5 1,35 × 10 6 9,5 × 10 2
Terre 1 1,53 × 10 5 1,7 × 10 6 8,1 × 10 2
Mars 0,107 9,42 × 10 2 1,8 × 10 5 5,4 × 10 1
Cérès 0,00016 8,32 × 10 −4 0,33 4,0 × 10 −2
Jupiter 317.7 1,30 × 10 9 6,25 × 10 5 4,0 × 10 4
Saturne 95,2 4,68 × 10 7 1,9 × 10 5 6,1 × 10 3
Uranus 14.5 3,85 × 10 5 2,9 × 10 4 4,2 × 10 2
Neptune 17.1 2,73 × 10 5 2,4 × 10 4 3,0 × 10 2
Pluton 0,0022 2,95 × 10 −3 0,077 2,8 × 10 −2
Éris 0,0028 2,13 × 10 −3 0,10 2,0 × 10 −2
Sedna 0,0002 3,64 × 10 −7 <0,07 1,6 × 10 −4

Discriminants planétaires des planètes (blanc) et (violet) de la plus grande planète naine connue dans chaque population orbitale (ceinture d'astéroïdes, ceinture de Kuiper, disque dispersé, sednoids). Tous les autres objets connus dans ces populations ont des discriminants plus petits que celui montré.

(1) Masse en M Terre , unité de masse égale à celle de la Terre (5,97 × 10 24 kg).
(2) Λ est la capacité à dégager le voisinage (supérieur à 1 pour les planètes) par Stern et Levison. Λ = k M 2 a −3/2 , où k = 0,0043 pour les unités de Yg et AU , et a est le demi-grand axe du corps.
(3) µ est le discriminant planétaire de Soter (supérieur à 100 pour les planètes). µ = M / m , où M est la masse du corps et m est la masse totale de tous les autres corps qui partagent sa zone orbitale.
(4) Π est la capacité à dégager le voisinage (supérieur à 1 pour les planètes) par Margot. Π = k M a −9/8 , où k = 807 pour les unités de masse terrestre et AU .

La catégorie planète naine est née d'un conflit entre les idées dynamiques et géophysiques de ce que serait une conception utile d'une planète. En termes de dynamique du système solaire, la principale distinction est entre les corps qui dominent gravitationnellement leur voisinage (de Mercure à Neptune) et ceux qui ne le font pas (comme les astéroïdes et les objets de la ceinture de Kuiper). Cependant, un corps céleste peut avoir une géologie dynamique (planétaire) à environ la masse requise pour que son manteau devienne plastique sous son propre poids, ce qui fait que le corps acquiert une forme ronde. Parce que cela nécessite une masse beaucoup plus faible que celle qui domine gravitationnellement la région de l'espace près de leur orbite, il existe une population d'objets suffisamment massifs pour avoir une apparence mondiale et une géologie planétaire, mais pas assez massifs pour dégager leur voisinage. Cérès dans la ceinture d'astéroïdes et Pluton dans la ceinture de Kuiper en sont des exemples.

Les dynamiques préfèrent généralement utiliser la dominance gravitationnelle comme seuil pour la planète, car de leur point de vue, les corps plus petits sont mieux regroupés avec leurs voisins, par exemple Cérès simplement comme un gros astéroïde et Pluton comme un gros objet de la ceinture de Kuiper. Cependant, les géoscientifiques préfèrent généralement la rondeur comme seuil, car de leur point de vue, la géologie interne d'un corps comme Cérès le rend plus similaire à une planète classique comme Mars, qu'à un petit astéroïde dépourvu de géologie interne. Cela a nécessité la création de la catégorie des planètes naines pour décrire cette classe intermédiaire.

Dominance orbitale

Alan Stern et Harold F. Levison ont introduit un paramètre Λ ( lambda ), exprimant la probabilité d'une rencontre résultant en une déviation d'orbite donnée. La valeur de ce paramètre dans le modèle de Stern est proportionnelle au carré de la masse et inversement proportionnelle à la période. Cette valeur peut être utilisée pour estimer la capacité d'un corps à dégager le voisinage de son orbite, où Λ > 1 finira par le dégager. Un écart de cinq ordres de grandeur en Λ a été trouvé entre les plus petites planètes terrestres et les plus gros astéroïdes et objets de la ceinture de Kuiper.

En utilisant ce paramètre, Steven Soter et d'autres astronomes ont plaidé pour une distinction entre les planètes et les planètes naines basée sur l'incapacité de ces dernières à "nettoyer le voisinage autour de leurs orbites": les planètes sont capables d'éliminer des corps plus petits près de leurs orbites par collision, capture, ou perturbation gravitationnelle (ou établir des résonances orbitales qui empêchent les collisions), alors que les planètes naines n'ont pas la masse pour le faire. Soter a ensuite proposé un paramètre qu'il a appelé le discriminant planétaire , désigné par le symbole µ ( mu ), qui représente une mesure expérimentale du degré réel de propreté de la zone orbitale (où µ est calculé en divisant la masse du corps candidat par la masse totale des autres objets partageant sa zone orbitale), où µ > 100 est réputé dégagé.

Jean-Luc Margot a affiné le concept de Stern et Levison pour produire un paramètre similaire Π ( Pi ). Il est basé sur la théorie, évitant les données empiriques utilisées par Λ. Π > 1 indique une planète, et il y a encore un écart de plusieurs ordres de grandeur entre les planètes et les planètes naines.

Il existe plusieurs autres schémas qui tentent de différencier les planètes des planètes naines, mais la définition de 2006 utilise ce concept.

Équilibre hydrostatique

Masses comparatives des planètes naines les plus probables, avec Charon pour comparaison. L'unité de masse est × 1021 kg. Éris et Pluton dominent. La Sedna non mesuréeest exclue, mais est probablement de l'ordre de Cérès. La Lune en revanche mesure 73,5 × 1021 , plus de quatre fois plus massif qu'Eris.

Une pression interne suffisante, causée par la gravitation du corps, transformera un corps en plastique , et une plasticité suffisante permettra aux hautes altitudes de couler et aux creux de se remplir, un processus connu sous le nom de relaxation gravitationnelle. Les corps de moins de quelques kilomètres sont dominés par des forces non gravitationnelles et ont tendance à avoir une forme irrégulière et peuvent être des tas de gravats. Les objets plus gros, où la gravité est importante mais pas dominante, ont la forme d'une pomme de terre ; plus le corps est massif, plus sa pression interne est élevée, plus il est solide et plus sa forme est arrondie, jusqu'à ce que la pression soit suffisante pour vaincre sa résistance à la compression et qu'il atteigne l'équilibre hydrostatique . Ensuite, un corps est aussi rond qu'il est possible de l'être, compte tenu de sa rotation et des effets de marée, et a la forme d'un ellipsoïde . C'est la limite déterminante d'une planète naine.

Si un objet est en équilibre hydrostatique, une couche globale de liquide à sa surface formerait une surface de la même forme que le corps, à l'exception des caractéristiques de surface à petite échelle telles que les cratères et les fissures. Si le corps ne tourne pas, ce sera une sphère, mais plus il tourne vite, plus il devient aplati ou même scalène . Si un tel corps en rotation était chauffé jusqu'à ce qu'il fonde, sa forme ne changerait pas. L'exemple extrême d'un corps qui peut être scalène en raison d'une rotation rapide est Haumea , qui est deux fois plus long sur son axe principal qu'aux pôles. Si le corps a un compagnon massif à proximité, les forces de marée ralentissent progressivement sa rotation jusqu'à ce qu'il soit verrouillé par la marée ; c'est-à-dire qu'il présente toujours le même visage à son compagnon. Pluton et Charon sont étroitement liés l'un à l'autre. Les corps verrouillés par la marée sont également scalènes, bien que parfois légèrement. La Lune de la Terre est verrouillée par les marées, comme le sont tous les satellites arrondis des géantes gazeuses.

Il n'y a pas de limites spécifiques de taille ou de masse des planètes naines, car ce ne sont pas des caractéristiques déterminantes. Il n'y a pas de limite supérieure claire : un objet très éloigné du système solaire qui est plus massif que Mercure n'aurait peut-être pas eu le temps de dégager son voisinage ; un tel corps correspondrait à la définition de planète naine plutôt que de planète. La limite inférieure est déterminée par les exigences d'atteinte et de maintien de l'équilibre hydrostatique, mais la taille ou la masse à laquelle un objet atteint et conserve l'équilibre et dépend de sa composition et de son histoire thermique, pas simplement de sa masse. Un communiqué de presse de questions-réponses de l'UAI de 2006 a estimé que les objets avec une masse au-dessus0,5 × 10 21  kg et un rayon supérieur à 400 km seraient "normalement" en équilibre hydrostatique ("la forme ... serait normalement déterminée par l'auto-gravité"), mais que "tous les cas limites devraient être déterminés par observation ." C'est proche de ce qu'en 2019 on pense être à peu près la limite pour les objets au-delà de Neptune qui sont des corps solides entièrement compacts, avec Salacia ( r =423 ± 11 km , m =(0,492 ± 0,007) × 10 21  km ) et peut-être 2002 MS 4 ( r =400 ± 12 km , m inconnu) étant des cas limites à la fois pour les attentes Q&A de 2006 et dans des évaluations plus récentes, et avec Orcus étant juste au-dessus de la limite attendue. Aucun autre corps avec une masse mesurée n'est proche de la limite de masse attendue, bien que plusieurs sans masse mesurée approchent de la limite de taille attendue.

Population de planètes naines

Illustration des tailles relatives, des albédos et des couleurs de certains des plus grands objets trans-neptuniens
Earth Moon Charon Charon Nix Nix Kerberos Kerberos Styx Styx Hydra Hydra Pluto Pluto Dysnomia Dysnomia Eris Eris Namaka Namaka Hi'iaka Hi'iaka Haumea Haumea Makemake Makemake MK2 MK2 Xiangliu Xiangliu Gonggong Gonggong Weywot Weywot Quaoar Quaoar Sedna Sedna Vanth Vanth Orcus Orcus Actaea Actaea Salacia Salacia 2002 MS4 2002 MS4 File:EightTNOs.png
Comparaison artistique de Pluton , Eris , Haumea , Makemake , Gonggong , Quaoar , Sedna , Orcus , Salacia , 2002 MS 4 et la Terre avec la Lune

Il n'y a pas de définition claire de ce qui constitue une planète naine, et s'il faut classer un objet comme tel, c'est aux astronomes individuels. Ainsi, le nombre de planètes naines dans le système solaire est inconnu.

Les trois objets à l'étude lors des débats qui ont conduit à l'acceptation par l'UAI de la catégorie de planète naine en 2006 - Cérès, Pluton et Eris - sont généralement acceptés comme des planètes naines, y compris par les astronomes qui continuent à classer les planètes naines comme des planètes. Un seul d'entre eux - Pluton - a été observé avec suffisamment de détails pour vérifier que sa forme actuelle correspond à ce que l'on attendrait d'un équilibre hydrostatique. Cérès est proche de l'équilibre, mais certaines anomalies gravitationnelles restent inexpliquées. Eris est généralement considérée comme une planète naine car elle est plus massive que Pluton.

Par ordre de découverte, ces trois corps sont :

  1. Cérès Symbole Ceres (largeur fixe).svg – découverte le 1er janvier 1801 et annoncée le 24 janvier, 45 ans avant Neptune . Considérée comme une planète pendant un demi-siècle avant d'être reclassée en astéroïde. Considérée comme une planète naine par l'UAI depuis l'adoption de la résolution 5A le 24 août 2006. La confirmation est en attente.
  2. Pluton – découvert le 18 février 1930 et annoncé le 13 mars. Considéré comme une planète pendant 76 ans. Explicitement reclassée comme planète naine par l'IAU avec la résolution 6A le 24 août 2006. Cinq lunes connues.Monogramme de Pluton.svg Symbole de Pluton (largeur fixe).svg
  3. Eris Symbole Eris (largeur fixe).svg ( 2003 UB 313 ) – découverte le 5 janvier 2005 et annoncée le 29 juillet. Appelée la « dixième planète » dans les médias. Considérée comme une planète naine par l'AIU depuis l'adoption de la résolution 5A le 24 août 2006, et nommée par le comité de dénomination des planètes naines de l'AIU le 13 septembre de la même année. Une lune connue.

L'UAI n'a établi que des directives pour lesquelles le comité superviserait la dénomination des planètes naines probables : tout objet trans-neptunien sans nom avec une magnitude absolue plus brillante que +1 (et donc un diamètre minimum de 838 km à l' albédo géométrique maximum de 1) devait être nommé par un comité mixte composé du Minor Planet Center et du groupe de travail planétaire de l'UAI. À l'époque (et toujours à partir de 2021), les seuls organismes à franchir ce seuil étaient Haumea et Makemake . Ces corps sont généralement supposés être des planètes naines, bien qu'il n'ait pas encore été démontré qu'ils sont en équilibre hydrostatique, et il y a un certain désaccord pour Haumea :

  1. Haumea Symbole Haumea (largeur fixe).svg ( 2003 EL 61 ) – découvert par Brown et al. 28 décembre 2004 et annoncé par Ortiz et al. le 27 juillet 2005. Nommée par le comité de dénomination des planètes naines de l'UAI le 17 septembre 2008. Deux lunes connues.
  2. Makemake Symbole Makemake (largeur fixe).svg ( 2005 FY 9 ) - découvert le 31 mars 2005 et annoncé le 29 juillet. Nommé par le comité de dénomination des planètes naines de l'AIU le 11 juillet 2008. Une lune connue.

Ces cinq corps – les trois à l'étude en 2006 (Pluton, Cérès et Éris) plus les deux nommés en 2008 (Haumea et Makemake) – sont communément présentés comme les planètes naines du système solaire, bien que le facteur limitant (albédo) ne soit pas ce qui définit un objet comme une planète naine.

La communauté astronomique se réfère également couramment à d'autres TNO plus grands en tant que planètes naines. Au moins quatre corps supplémentaires répondent aux critères préliminaires de Brown, de Tancredi et al., et de Grundy et al. pour identifier les planètes naines, et sont généralement appelées planètes naines par les astronomes :

  1. Quaoar Symbole Quaoar (largeur fixe) .svg ( 2002 LM 60 ) - découvert le 5 juin 2002 et annoncé le 7 octobre de la même année. Une lune connue.
  2. Sedna Symbole Sedna (largeur fixe).svg ( 2003 VB 12 ) - découvert le 14 novembre 2003 et annoncé le 15 mars 2004.
  3. Orcus Symbole Orcus (largeur fixe).svg ( 2004 DW ) – découvert le 17 février 2004 et annoncé deux jours plus tard. Une lune connue.
  4. Gonggong Symbole Gonggong (largeur fixe).svg ( 2007 OR 10 ) - découverte le 17 juillet 2007 et annoncée en janvier 2009. Reconnue comme une planète naine par le JPL et la NASA en mai 2016. Une lune connue.

Par exemple, le JPL/NASA a qualifié Gonggong de planète naine après des observations en 2016, et Simon Porter du Southwest Research Institute a parlé des « huit grandes planètes naines [TNO] » en 2018, faisant référence à Pluton, Eris, Haumea, Makemake, Gonggong. , Quaoar , Sedna et Orcus .

D'autres organismes ont été proposés, tels que Salacia et 2002 MS 4 par Brown, Varuna et Ixion par Tancredi et al., et 2013 FY 27 par Sheppard et al. La plupart des corps plus grands ont des lunes, ce qui permet de déterminer leur masse et donc leur densité, ce qui permet d'estimer s'il pourrait s'agir de planètes naines. Les plus grands TNO qui ne sont pas connus pour avoir des lunes sont Sedna, 2002 MS 4 , 2002 AW 197 et Ixion. En particulier, Salacia a une masse et un diamètre connus, ce qui en fait un cas limite par les questions et réponses de 2006 de l'AIU.

  1. Salacia Symbole Salacia (Moskowitz, largeur fixe).svg ( 2004 SB 60 ) - découverte le 22 septembre 2004. Une lune connue.

Au moment où Makemake et Haumea ont été nommés, on pensait que les objets trans-neptuniens (TNO) avec des noyaux glacés ne nécessiteraient qu'un diamètre d'environ 400 km (250 mi), soit 3% de la taille de la Terre - la taille des lunes Mimas , la plus petite lune ronde, et Proteus , la plus grande qui ne l'est pas - pour se détendre dans l'équilibre gravitationnel. Les chercheurs pensaient que le nombre de ces corps pourrait se situer autour de 200 dans la ceinture de Kuiper , avec des milliers d'autres au-delà. C'était l'une des raisons (en gardant la liste des "planètes" à un nombre raisonnable) pour laquelle Pluton a été reclassée en premier lieu. Cependant, la recherche depuis lors a jeté le doute sur l'idée que des corps aussi petits auraient pu atteindre ou maintenir l'équilibre dans les conditions typiques de la ceinture de Kuiper et au-delà.

Les astronomes individuels ont reconnu un certain nombre d'objets comme des planètes naines ou comme susceptibles de s'avérer être des planètes naines. En 2008, Tancredi et al. a conseillé à l'IAU d'accepter officiellement Orcus, Sedna et Quaoar comme planètes naines (Gonggong n'était pas encore connue), bien que l'IAU n'ait pas abordé la question à ce moment-là et ne l'a pas fait depuis. Tancredi a également considéré que les cinq TNO Varuna , Ixion , 2003 AZ 84 , 2004 GV 9 et 2002 AW 197 étaient très probablement des planètes naines également. Depuis 2011, Brown a maintenu une liste de centaines d'objets candidats, allant des planètes naines "presque certaines" aux "possibles", basées uniquement sur la taille estimée. Au 13 septembre 2019, la liste de Brown identifie dix objets trans-neptuniens avec des diamètres alors considérés comme supérieurs à 900 km (les quatre nommés par l'UAI plus Gonggong , Quaoar , Sedna , Orcus , 2002 MS 4 et Salacia ) comme "presque certains". " pour être des planètes naines, et 16 autres, avec un diamètre supérieur à 600 km, comme " hautement probables ". Notamment, Gonggong peut avoir un plus grand diamètre (1230 ± 50 km ) que la lune ronde de Pluton Charon (1212 km).

Mais en 2019 Grundy et al. ont proposé, sur la base de leurs études de Gǃkúnǁʼhòmdímà , que les corps sombres à faible densité inférieurs à environ 900-1000 km de diamètre, tels que Salacia et Varda , ne se sont jamais complètement effondrés en corps planétaires solides et conservent la porosité interne de leur formation (auquel cas elles ne pouvaient pas être des planètes naines). Ils admettent qu'Orcus et Quaoar plus brillants (albédo > ≈0,2) ou plus denses (> ≈1,4 g/cc) étaient probablement entièrement solides :

Orcus et Charon ont probablement fondu et se sont différenciés, compte tenu de leurs densités plus élevées et de leurs spectres indiquant des surfaces constituées de glace H 2 O relativement propre . Mais les albédos et les densités plus faibles de Gǃkúnǁʼhòmdímà , 55637 , Varda et Salacia suggèrent qu'ils ne se sont jamais différenciés, ou s'ils l'ont fait, ce n'était que dans leurs intérieurs profonds, pas une fusion et un renversement complets qui impliquaient la surface. Leurs surfaces pourraient rester assez froides et non compressées même si l'intérieur se réchauffe et s'effondre. La libération de volatils pourrait en outre aider à transporter la chaleur hors de leurs intérieurs, limitant l'étendue de leur effondrement interne. Un objet avec une surface froide et relativement vierge et un intérieur partiellement effondré devrait présenter une géologie de surface très distinctive, avec d'abondantes failles de chevauchement indiquant la réduction de la surface totale à mesure que l'intérieur se comprime et se rétrécit.

On a découvert plus tard que Salacia avait une densité un peu plus élevée, comparable dans les incertitudes à celle d'Orcus, bien que toujours avec une surface très sombre. Malgré cette détermination, Grundy et al. appelez-le "de la taille d'une planète naine", tout en appelant Orcus une planète naine. Des études ultérieures sur Varda suggèrent que sa densité pourrait également être élevée.

Les planètes naines les plus probables

Les objets trans-neptuniens dans les tableaux suivants, à l'exception de Salacia, sont convenus par Brown, Tancredi et al. et Grundy et al. être des planètes naines probables, ou proches d'elle. Salacia a été incluse comme le plus grand TNO qui n'est généralement pas reconnu comme une planète naine et un corps limite selon de nombreux critères. Charon, une lune de Pluton qui a été proposée comme planète naine par l'UAI en 2006, est incluse à titre de comparaison. Les objets qui ont une magnitude absolue supérieure à +1, et qui atteignent donc le seuil du comité conjoint de dénomination des planètes et des planètes mineures de l'IAU, sont mis en évidence, tout comme Cérès, que l'IAU a supposée être une planète naine depuis qu'ils ont débattu pour la première fois de la concept.

Attributs orbitaux
Nom Région du
système solaire

Rayon orbital ( AU )
Période orbitale
(années)
Vitesse orbitale moyenne
(km/s)
Inclination
à l'écliptique

Excentricité orbitale

Discriminant planétaire
Cérès Ceinture d'astéroïdes 2.768 4.604 17.90 10.59° 0,079 0,3
Orcus Ceinture de Kuiper ( résonnante - 2:3 ) 39.40 247.3 4,75 20.58° 0,220 0,003
Pluton Ceinture de Kuiper ( résonnante - 2:3 ) 39.48 247,9 4,74 17.16° 0,249 0,08
Salacia Ceinture de Kuiper ( cubewano ) 42.18 274,0 4.57 23.92° 0,106 0,003
Haumea Ceinture de Kuiper ( résonnante - 12:7 ) 43.22 284.1 4.53 28.19° 0,191 0,02
Quaoar Ceinture de Kuiper ( cubewano ) 43,69 288,8 4.51 7.99° 0,040 0,007
Makemake Ceinture de Kuiper ( cubewano ) 45,56 307.5 4.41 28.98° 0,158 0,02
Gong gong Disque dispersé ( résonnant - 3:10 ) 67,38 553.1 3.63 30.74° 0,503 0,01
Éris Disque dispersé 67,78 558,0 3.62 44.04° 0,441 0,1
Sedna Détaché 506.8 ≈ 11 400 ≈ 1,3 11.93° 0,855 < 0,07
Autres attributs
Nom Diamètre
par rapport à
la Lune
Diamètre
(km)
Masse
relative à
la Lune
Masse
( × 1021 kg)
Densité
(g/cm 3 )

Période de rotation

(heures)
Lunes Albédo H
Cérès 27% 939,4 ± 0,2 1,3 % 0,94 2.16 9.1 0 0,09 3.3
Orcus 26% 910+50
−40
0,9 % 0,64 ± 0,02 1,57 ± 0,15 13 ± 4 1 0,23+0,02
−0,01
2.2
Pluton 68% 2377 ± 3 17,7 % 13,03 ± 0,03 1,85 6j 9.3h 5 0,49 à 0,66 −0,76
( Charon ) 35% 1212 ± 1 2,2 % 1,59 ± 0,02 1,70 ± 0,02 6j 9.3h 0,2 à 0,5 1
Salacia 24% 846 ± 21 0,7 % 0,49 ± 0,01 1,50 ± 0,12 6.1 1 0,04 4.5
Haumea ≈ 45% ≈ 1560 5,5 % 4,01 ± 0,04 ≈ 2,02 3.9 2 ≈ 0,66 0,2
Quaoar 32% 1110 ± 5 1,9 % 1,4 ± 0,2 2,0 ± 0,5 8.8 1 0,11 ± 0,01 2.4
Makemake 41% 1430+38
−22
≈ 4,2 % ≈ 3,1 ≈ 1,7 22,8 1 0,81+0,03
−0,05
−0,3
Gong gong 35% 1230 ± 50 2,4 % 1,75 ± 0,07 1,74 ± 0,16 22,4 ± 0,2 ? 1 0,14 ± 0,01 1.8
Éris 67% 2326 ± 12 22,4 % 16,47 ± 0,09 2,43 ± 0,05 15j 18.9h 1 0,96 ± 0,04 −1,1
Sedna 29% 995 ± 80 ≈ 1% ? ≈ 1 ? ? 10 ± 3 0 ? 0,32 ± 0,06 1.5

Symboles

Cérès Symbole Ceres (largeur fixe).svget Pluton Monogramme de Pluton.svgont reçu des symboles comme les planètes majeures, car elles étaient considérées comme des planètes majeures lorsqu'elles ont été découvertes. Au moment où les autres ont été découverts, les symboles planétaires étaient pour la plupart tombés en désuétude parmi les astronomes. Unicode inclut des symboles pour les planètes naines Quaoar Symbole Quaoar (largeur fixe) .svg, Sedna Symbole Sedna (largeur fixe).svg, Orcus Symbole Orcus (largeur fixe).svg, Haumea Symbole Haumea (largeur fixe).svg, Eris Symbole Eris (largeur fixe).svg, Makemake Symbole Makemake (largeur fixe).svget Gonggong Symbole Gonggong (largeur fixe).svgqui sont principalement utilisés par les astrologues : ils ont été conçus par Denis Moskowitz, un ingénieur logiciel du Massachusetts. La NASA a utilisé ses symboles Haumea, Eris et Makemake, ainsi que le symbole astrologique traditionnel de Pluton Symbole de Pluton (largeur fixe).svgpour l'appeler une planète naine. Une proposition Unicode pour la plupart des symboles de Moskowitz mentionne des symboles qui ont été suggérés pour certains candidats plus petits - Salacia Symbole Salacia (Moskowitz, largeur fixe).svg, Varda Symbole Varda (largeur fixe).svg, Ixion Symbole Ixion (latin, largeur fixe).svgou Symbole Ixion (Moskowitz, largeur fixe).svg, Gǃkúnǁʼhòmdímà Symbole Gǃkunǁʼhomdima.svg, Varuna Symbole Varuna (largeur fixe).svget Chaos 19521 Symbole du chaos.svg - mais ceux-ci n'ont pas une utilisation cohérente et indépendante parmi les astrologues.

Exploration

La planète naine Cérès, photographiée par le vaisseau spatial Dawn de la NASA

Le 6 mars 2015, le vaisseau spatial Dawn est entré en orbite autour de Cérès , devenant le premier vaisseau spatial à visiter une planète naine. Le 14 juillet 2015, la sonde spatiale New Horizons a survolé Pluton et ses cinq lunes.

Cérès présente des preuves d'une géologie active comme des dépôts de sel et des cryovolcans , tandis que Pluton a des montagnes de glace d'eau dérivant dans des glaciers de glace d'azote, ainsi qu'une atmosphère importante. Cérès a évidemment de la saumure qui percole à travers sa sous-surface, alors qu'il est prouvé que Pluton a un véritable océan sous la surface.

Dawn avait précédemment mis en orbite l'astéroïde Vesta. Phoebe , la lune de Saturne, a été photographiée par Cassini et avant cela par Voyager 2, qui a également rencontré Triton, la lune de Neptune . Les trois corps montrent des preuves qu'ils étaient autrefois des planètes naines, et leur exploration aide à clarifier l'évolution des planètes naines.

New Horizons a capturé des images distantes de Triton, Quaoar, Haumea, Eris et Makemake, ainsi que les plus petits candidats Ixion, 2002 MS 4 et 2014 OE 394 .

Objets similaires

Un certain nombre de corps ressemblent physiquement à des planètes naines. Il s'agit notamment d'anciennes planètes naines, qui peuvent encore avoir une forme d'équilibre ou des signes de géologie active ; les lunes de masse planétaire, qui répondent à la définition physique mais pas à la définition orbitale d'une planète naine ; et Charon dans le système Pluton-Charon, qui est sans doute une planète naine binaire. Les catégories peuvent se chevaucher : Triton, par exemple, est à la fois une ancienne planète naine et une lune de masse planétaire.

Anciennes planètes naines

Triton, photographié par Voyager 2 . On pense que Triton est une planète naine capturée.

Vesta , le corps suivant le plus massif de la ceinture d'astéroïdes après Cérès, était autrefois en équilibre hydrostatique et est à peu près sphérique, déviant principalement en raison des impacts massifs qui ont formé les cratères Rheasilvia et Veneneia après sa solidification. Ses dimensions ne sont pas compatibles avec son état actuel d'équilibre hydrostatique. Triton est plus massif qu'Eris ou Pluton, a une forme d'équilibre et est considéré comme une planète naine capturée (probablement un membre d'un système binaire), mais n'orbite plus directement autour du soleil. Phoebe est un centaure capturé qui, comme Vesta, n'est plus en équilibre hydrostatique, mais on pense qu'il l'a été si tôt dans son histoire en raison du chauffage radiogénique .

Les preuves de 2019 suggèrent que Theia , l'ancienne planète qui est entrée en collision avec la Terre dans l' hypothèse de l'impact géant , pourrait provenir du système solaire externe plutôt que du système solaire interne et que l'eau de la Terre est originaire de Theia, ce qui implique que Theia pourrait avoir été une ancienne planète naine de la ceinture de Kuiper.

Lunes de masse planétaire

Au moins dix-neuf lunes ont une forme d'équilibre après s'être détendues sous l'auto-gravité à un moment donné, bien que certaines se soient depuis solidifiées et ne soient plus en équilibre. Sept sont plus massifs qu'Eris ou Pluton. Ces lunes ne sont pas physiquement distinctes des planètes naines, mais ne correspondent pas à la définition de l'IAU car elles ne tournent pas directement autour du Soleil. (En effet, Triton , la lune de Neptune, est une planète naine capturée, et Cérès s'est formée dans la même région du système solaire que les lunes de Jupiter et de Saturne.) Alan Stern appelle les lunes de masse planétaire des " planètes satellites ", l'une des trois catégories de planètes. , ainsi que des planètes naines et des planètes classiques. Le terme planemo ("objet de masse planétaire") couvre également les trois populations.

Charon

Il y a eu un débat sur la question de savoir si le système Pluton- Charon devait être considéré comme une planète naine double . Dans un projet de résolution pour la définition de la planète par l'UAI , Pluton et Charon étaient considérés comme des planètes dans un système binaire. L'UAI affirme actuellement que Charon n'est pas considérée comme une planète naine mais plutôt comme un satellite de Pluton, bien que l'idée que Charon puisse être considérée comme une planète naine puisse être envisagée à une date ultérieure. Cependant, il n'est plus certain que Charon soit en équilibre hydrostatique. De plus, l'emplacement du barycentre dépend non seulement des masses relatives des corps, mais aussi de la distance qui les sépare ; le barycentre de l'orbite Soleil-Jupiter, par exemple, se trouve à l'extérieur du Soleil, mais ils ne sont pas considérés comme un objet binaire. Ainsi, une définition formelle de ce qui constitue une planète binaire (naine) doit être établie avant que Pluton et Charon ne soient formellement définis comme des planètes naines binaires.

Voir également

Remarques

Références

Liens externes