Les astronomes s’interrogent sur le système d’anneaux des planètes naines

Un système d’anneaux a été repéré autour de la planète naine Quaoar à une distance que les astronomes ne croyaient pas possible, défiant les théories astronomiques sur la formation de ces structures.

Quaoar se situe dans la ceinture de Kuiper au-delà de Neptune. La roche glacée mesure 1 121 kilomètres (697 miles) de large, soit environ la moitié du diamètre de Pluton. Quaoar est un objet lointain avec des propriétés intéressantes, y compris des signes qu’il pourrait abriter des volcans crachant de la glace et un système d’anneaux.

Des débris comprimés en anneaux en orbite autour de planètes se trouvent autour des géantes gazeuses Saturne, Jupiter, Uranus et Neptune, et des planètes naines Chariklo et Haumea. Tous les systèmes d’anneaux se trouvent relativement proches de leurs planètes hôtes à une distance connue sous le nom de limite de Roche.

La limite de Roche stipule que les systèmes d’anneaux ne peuvent se former qu’à une distance où les forces de marée d’un corps plus grand sont plus puissantes que les propres forces gravitationnelles d’un objet plus petit. En bref, les débris capturés à l’intérieur de la limite de Roche d’une planète seront déchirés et compressés dans un système d’anneaux. Cependant, tout matériau situé à l’extérieur de cette distance se collera plus probablement sous l’effet de la gravité et formera une lune à la place.

Système d’anneau Quaoar (Crédit : ESA, CC BY-SA 3.0 IGO)

Quaoar, cependant, enfreint cette règle. Son système d’anneaux est intact sur des orbites à une distance de plus de sept fois le rayon de la planète naine. Le système d’anneaux de Saturne est situé à une distance de seulement trois fois son rayon, à titre de comparaison. Maintenant, les astronomes sont perplexes quant à la façon dont un tel système d’anneaux peut survivre si loin de son corps parent.

“Il était inattendu de découvrir ce nouveau système d’anneaux dans notre système solaire, et il était doublement inattendu de trouver les anneaux si loin de Quaoar, remettant en question nos notions antérieures sur la façon dont ces anneaux se forment”, a déclaré Vik Dhillon, co-auteur de l’étude. recherche publiée dans Nature et professeur de physique et d’astronomie à l’Université de Sheffield.

Une équipe de chercheurs a observé Quaoar de 2018 à 2021 à l’aide de télescopes au sol et du vaisseau spatial CHEOPS de l’ESA. Les données mesurant la gradation des étoiles d’arrière-plan lorsque la planète naine passait devant elles ont montré deux creux, suggérant qu’il y a quelque chose d’autre autour de l’objet bloquant la lumière du soleil.

Bruno Morgado, auteur principal de l’article et chercheur de l’Universidade Federal do Rio de Janeiro, au Brésil, a combiné différentes sources de données provenant d’autres observatoires et de scientifiques citoyens pour comprendre ce qui pourrait se cacher autour de Quaoar. Le système d’anneaux est trop petit et faible pour une image directe.

“Quand nous avons tout assemblé, nous avons vu des baisses de luminosité qui n’étaient pas causées par Quaoar, mais qui indiquaient la présence de matière sur une orbite circulaire autour de lui. Au moment où nous avons vu cela, nous avons dit:” D’accord, nous voyons un anneau autour de Quaoar », a-t-il déclaré dans un communiqué.

Les astronomes sont maintenant perplexes quant à la façon dont un tel système d’anneaux peut survivre si loin de sa planète mère.

“Ce qui est si intrigant dans cette découverte autour de Quaoar, c’est que l’anneau de matière est beaucoup plus éloigné que la limite de Roche. À la suite de nos observations, la notion classique selon laquelle les anneaux denses ne survivent qu’à l’intérieur de la limite de Roche d’un corps planétaire doit être révisé en profondeur”, a ajouté Giovanni Bruno, co-auteur de l’article et chercheur à l’Observatoire d’astrophysique de l’INAF de Catane, en Italie.

Le registre a demandé aux chercheurs de commenter. ®