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PLANETES NAINES

En astronomie, une planète naine est un type d'objet céleste du Système solaire, intermédiaire entre une planète et un petit corps

capture45-4.jpg Dimensions relatives des huit plus grands objets transneptuniens connus par rapport à la Terre.

Le terme fut adopté en 2006 par l'Union astronomique internationale afin de clarifier la classification des objets tournant autour du Soleil.

Aujourd'hui, cinq objets sont reconnus comme planètes naines : Éris, Pluton, Makemake, Haumea et Cérès.

Les objets connus les plus susceptibles d'être ajoutés à cette catégorie sont : Charon, Sedna, Quaoar, Orcus, Varuna, Ixion, 2002 TC, 2007 OR, 2002 AW.

Définition

L'Union astronomique internationale, organisation chargée de la nomenclature astronomique, définit une planète naine comme un corps céleste du Système solaire qui satisfait aux conditions suivantes :

  • il est en orbite autour du Soleil (ce n'est donc pas un satellite) ;
  • il possède une masse suffisante pour que sa gravité l'emporte sur les forces de cohésion du corps solide et le maintienne en équilibre hydrostatique (sous une forme presque sphérique) ;
  • il n'a pas fait place nette dans son voisinage orbital ;
  • il ne doit pas être un satellite naturel.

Ce terme fut adopté le 24 août 2006 par l'Union astronomique internationale. Il participe d'une classification des objets du Système solaire en trois catégories selon leur taille et leur environnement. En plus des planètes naines, les planètes sont des objets suffisamment grands pour avoir fait place nette dans leur voisinage ; les petits corps ne sont pas suffisamment massifs pour être en équilibre hydrostatique.

En juillet 2008, quatre corps ont officiellement été reconnus comme planètes naines. D'après Michael E. Brown, découvreur d'Éris, une cinquantaine d'autres corps pourraient prochainement rejoindre cette nomenclature, puis des centaines d'autres à l'avenir.

En juin 2008, l'Union astronomique internationale (UAI) a décidé de classer Pluton et Éris dans une nouvelle catégorie spécifique de planètes naines : les plutoïdes. Selon la définition de l'UAI :
« Les plutoïdes sont des corps célestes en orbites autours du Soleil à un demi-grand-axe plus grand que celui de Neptune qui ont une masse suffisante pour que leur propre gravité surpassent les forces rigides du corps donc leur permettant d'avoir une forme en équilibre hydrostatique (presque sphériques), et qui n'ont pas nettoyé le voisinage autour de leur orbite [Note : en résumé, il s'agit donc simplement d'une planète naine de demi-grand-axe supérieur à celui de Neptune]. Les satellites de plutoïdes ne sont pas eux-mêmes des plutoïdes, même s'ils sont assez massifs pour que leur forme soit dictée par leur propre gravité. Les deux plutoïdes connus et nommés sont Pluton et Éris. Il est supposé que plus de plutoïdes seront nommés étant donné que la science progresse et que de nouvelles découvertes sont faites.
La planète naine Cérès n'est pas un plutoïde puisqu'elle est située dans la ceinture d'astéroïde entre Mars et Jupiter. Les connaissances scientifiques actuelles laissent à croire que Cérès est le seul objet de sa catégorie. Par conséquent, une catégorie séparée de planète naine comme Cérès ne sera pas proposée à ce moment. »

À la mi-septembre 2008, Makemake et Haumea ont aussi reçu cette dénomination.

En dehors de cette nouvelle classification, les autres termes tels ceux d'astéroïde ou d'objet de la ceinture de Kuiper continuent à s'appliquer. Ces termes sont basés sur la situation de l'objet dans le Système solaire ou sa composition.

Dimensions

Les limites supérieures et inférieures en taille et en masse des planètes naines ne sont pas spécifiées dans la résolution 5A de l'Union astronomique internationale. À proprement parler, il n'existe aucune limite supérieure et un objet plus grand et plus massif que Mercure et qui n'a pas « nettoyé son voisinage autour de son orbite » peut être catégorisé comme une planète naine. La limite inférieure est déterminée par le concept d'« équilibre hydrostatique », mais les dimensions auxquelles un objet atteint un tel état ne sont pas déterminées ; des observations empiriques suggèrent qu'elles varient suivant la composition et l'histoire de l'objet. La version initiale de la résolution 5 définissait l'équilibre hydrostatique comme s'appliquant « aux objets dont la masse dépasse 5×1020 kg (soit 500 milliards de milliards de tonnes) et le diamètre 800 km », mais ceci ne fut pas retenu dans la résolution finale.

Voisinage

La définition d'une planète naine suppose qu'elle n'a pas « fait place nette dans son voisinage ».

Alan Stern et Harold F. Levison ont défini un critère permettant de faire la distinction entre une planète et une planète naine, exprimant la probabilité d'une rencontre entre un objet et un corps plus petit à la suite d'une déviation de l'orbite de ce dernier. Selon ses auteurs, ce critère permet d'estimer la capacité d'un corps à nettoyer son voisinage. Stern et Levison trouvèrent un écart de cinq ordres de grandeur entre sa valeur pour Mars et celle des plus grands astéroïdes et transneptuniens.

En utilisant ces travaux, Steven Soter a proposé un paramètre nommé discriminant planétaire, permettant de faire la distinction entre les planètes naines et les huit planètes du Système solaire, sur la base de leur capacité à nettoyer les corps plus petits par collision, capture ou perturbation gravitationnelle.

Planètes naines reconnues

La 26e assemblée générale de l'Union astronomique internationale a attribué à Cérès, Pluton, et 2003 UB313 (nom provisoire) le statut de planète naine le 24 août 2006, le jour même de l'adoption de l'actuelle définition. 2003 UB313 est officiellement nommée Éris le 13 septembre 2006. En juillet 2008 est venu s'ajouter Makemake, puis le 17 septembre 2008 (136108) Haumea.

Le tableau ci-dessous récapitule certaines caractéristiques de ces corps :

Objet

Type

Diamètre
(km)

Masse
(kg)

Éris

Objet épars

2 326 ± 12

~ 1,67×1022

Pluton

Plutino

2 306 ± 20

~ 1,305×1022

Makemake

Cubewano

entre 1 300 et 1 900

 ?

Haumea

Cubewano

~ 1 960×1 518×996

~ 4,2 ± 0,1×1021

Cérès

Astéroïde

974×908

~ 9,46×1020

Cérès

capture47-3.jpgCérès, vu par le télescope spatial Hubble.

Cérès, le plus grand objet de la ceinture d'astéroïdes est considéré comme une planète naine : il possède une masse suffisante pour être en équilibre hydrostatique et n'a clairement pas fait place nette dans son voisinage, la ceinture d'astéroïdes étant constituée de quantités de petits corps qui orbitent autour du Soleil sans être outre mesure influencés par Cérès. http://dawn.jpl.nasa.gov/multimedia/images/ceres.html

Cérès mesure près de 1 000 km de diamètre et est de très loin le plus grand membre de la ceinture d'astéroïdes (le plus grand membre de la ceinture après Cérès est Vesta et mesure un peu moins de 600 km dans sa plus grande dimension), regroupant un tiers de la masse totale de celle-ci. Les autres astéroïdes de la ceinture ne semblent pas être en équilibre hydrostatique ; la plupart, même les plus grands, sont nettement irréguliers. Après sa découverte en 1801, Cérès fut initialement considéré comme une planète. La découverte d'autres corps dans cette région du Système solaire a conduit les astronomes à le démettre de cette dénomination dans les années 1850, le considérant simplement comme un astéroïde.

VOIR DOSSIER CONCERNANT CERES

Pluton

capture48-3.jpgPluton, Charon, Nix et Hydra (vue artistique).

Pluton et Charon forment un système binaire ; Pluton dont l'orbite est située au-delà de l'orbite de Neptune, est le deuxième plus grand objet transneptunien connu après Éris, avec 2 300 km de diamètre. Le système binaire possède quatre satellites naturels dont Nix et Hydra. S'il est d'une masse suffisante pour être en équilibre hydrostatique, il n'a pas du tout fait place nette dans son voisinage. Son orbite, excentrique et inclinée, est dominée par celle de Neptune, avec laquelle il est en résonance, et de nombreux autres corps, les plutinos, en partagent les caractéristiques.Après sa découverte en 1930, Pluton fut considérée comme une planète pendant 76 ans. La décision de l'UAI en 2006 l'a reclassé comme planète naine. Le statut de Charon reste en attente.

Le classement de Charon est en effet délicat : la définition exclut qu'une planète naine soit une lune d'un autre objet. Le débat est entre ceux qui veulent lui laisser le statut de lune de Pluton, et ceux qui préfèreraient requalifier les deux objets réunis de « planète naine double ».

VOIR DOSSIER CONCERNANT PLUTON

Éris

capture49-3.jpgÉris et Dysnomie. Éris est l'objet principal, Dysnomia le tout petit disque juste au-dessus.

Éris est l'objet transneptunien le plus grand que l'on connaisse et mesure 2 326 (+/-12) km de diamètre. Il est situé sur une orbite très inclinée et excentrique, accompagné d'un satellite naturel. Suffisamment grand pour prendre une forme sphérique, Éris n'est clairement pas l'objet dominant dans son voisinage. Éris fut découvert en 2005. Au vu de sa taille, ainsi que de la découverte de nombreux objets transneptuniens, l'Union astronomique internationale a été conduite en 2006 à expliciter pour la première fois ce qu'est une planète, ce qui a conduit à la création du terme de « planète naine ».

Makemake

capture50-3.jpgMakemake.

Makemake est un objet transneptunien d'une dimension comprise entre 1 200 et 1 900 km, récemment passé au grade de planète naine. Il fut découvert presque en même temps qu'Éris. Il possède une apparence sphérique, et ne semble pas posséder de satellites.

Haumea

capture51-3.jpgHaumea et ses deux satellites.

Haumea est un objet transneptunien de forme oblongue dont la plus grande dimension est comprise entre 1 960 et 2 500 km. Il fut classé planète naine le 17 septembre 2008. Il possède deux satellites Hiʻiaka et Namaka.

Planètes naines potentielles

Objet

Type

Diamètre
(km)

Masse
(kg)

Charon

Plutino

1 207 ± 3

1,5×1021

Sedna

Détaché

995

1,8 à 4,3×1021

Quaoar

Cubewano

~ 1 250

~ 1,0×1021

2002 TC302

Dispersé

< 1 200

 ?

Orcus

Dispersé

946.3

7,0×1020

Varuna

Cubewano

840 à 1 240

~ 5,9×1020

Ixion

Dispersé

759

2,3×1020

2007 OR10

Dispersé

875 à 1 400

 ?

2002 AW197

Cubewano

700 ± 50

5,2×1020

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