L’anneau nouvellement détecté orbite à 7,4 rayons de Quaoar – beaucoup plus loin de l’objet que les anneaux autour de Saturne.
Vue d’artiste de la planète naine Quaoar et de son anneau. La lune de Quaoar, Weywot, est représentée à gauche. Crédit image : ESA / CC BY-SA 3.0 IGO.
Quaoar est un objet trans-neptunien d’environ 1 100 km (690 miles) de diamètre.
Comme la planète naine Pluton, cet objet habite dans la ceinture de Kuiper, un champ de débris glacés de corps ressemblant à des comètes.
Il orbite à 45,1-45,6 unités astronomiques (UA) du Soleil et a une période orbitale de 284,5 ans.
Quaoar a été découvert le 4 juin 2002 par les astronomes du California Institute of Technology Michael Brown et Chadwick Trujillo à l’aide d’images du télescope Palomar.
Aussi connu sous le nom de 2002 LM60, il a une lune connue, Weywot, qui orbite à 24 rayons Quaoar.
Découvert le 22 février 2007, Weywot a un diamètre d’environ 80 km (50 miles).
“Les anneaux planétaires sont observés non seulement autour des planètes géantes, mais aussi autour de petits corps tels que le centaure Chariklo et la planète naine Haumea”, ont déclaré le professeur Vik Dhillon et ses collègues de l’Université de Sheffield.
“Jusqu’à présent, tous les anneaux denses connus étaient situés suffisamment près de leurs corps parents.”
“Ce qui rend le système d’anneaux autour de Quaoar remarquable, c’est qu’il se trouve à une distance de plus de sept rayons planétaires – deux fois plus loin que ce que l’on pensait auparavant être le rayon maximum selon la soi-disant limite de Roche, qui est la limite extérieure de l’endroit où les systèmes d’anneaux étaient censés pouvoir survivre.
“A titre de comparaison, les anneaux principaux autour de Saturne se situent dans trois rayons planétaires.”
“Cette découverte a donc forcé à repenser les théories de la formation des anneaux.”
Cette image en fausses couleurs, prise à 00h06 UTC le 14 juillet 2016 par le vaisseau spatial New Horizons de la NASA, montre l’objet Quaoar de la ceinture de Kuiper. Cette image composite comprend 24 images LORRI individuelles. En plus de nombreuses étoiles de fond, deux galaxies (IC 1048 et UGC 09485) sont également visibles sur cette image. Crédit d’image : NASA / Laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins / Institut de recherche du sud-ouest.
La découverte a été faite à l’aide du télescope spatial Cheops de l’ESA et d’un ensemble d’instruments au sol, dont la caméra haute vitesse HiPERCAM sur le Gran Telescopio Canarias de 10,4 m de diamètre à La Palma.
L’anneau est trop petit et faible pour être vu directement dans une image. Au lieu de cela, les astronomes ont fait leur découverte en observant une occultation stellaire, lorsque la lumière d’une étoile d’arrière-plan a été bloquée par Quaoar alors qu’elle orbite autour du Soleil.
L’événement a duré moins d’une minute, mais a été précédé et suivi de manière inattendue par deux baisses de lumière, indiquant un système d’anneaux autour de Quaoar.
“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 le professeur Dhillon.
“L’utilisation de notre caméra haute vitesse – HiPERCAM – a été la clé de cette découverte car l’événement a duré moins d’une minute et les anneaux sont trop petits et faibles pour être vus en image directe.”
“Tout le monde découvre les magnifiques anneaux de Saturne quand ils sont enfants, alors j’espère que cette nouvelle découverte fournira un aperçu supplémentaire de la façon dont ils sont apparus.”
“Ce qui est si intrigant dans cette découverte autour de Quaoar, c’est que l’anneau de matière est bien plus éloigné que la limite de Roche”, a déclaré le Dr Giovanni Bruno, astronome à l’Observatoire astrophysique de Catane de l’INAF.
“C’est un mystère car selon la pensée conventionnelle, les anneaux au-delà de la limite de Roche fusionneront en une petite lune d’ici quelques décennies.”
“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 complètement révisée.”
“Les premiers résultats suggèrent que les températures glaciales à Quaoar peuvent jouer un rôle en empêchant les particules glacées de se coller ensemble, mais des investigations supplémentaires sont nécessaires.”
Les résultats paraissent cette semaine dans le journal Nature.
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BE Morgado et al. 2023. Un anneau dense de l’objet trans-neptunien Quaoar en dehors de sa limite de Roche. Nature 614, 239-243 ; deux : 10.1038/s41586-022-05629-6