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Les résultats offrent un nouvel éclairage sur la formation des objets de la ceinture de Kuiper, des objets semblables à des astéroïdes à la frontière du système solaire. Ses recherches permettent aussi de comprendre les premiers stades de la formation du système solaire.
Publiés dans la revue scientifique Nature, les résultats de ces recherches expliquent les caractéristiques uniques de Arrokoth, surnommé le « bonhomme de neige ». Il s'agit de l'objet imagé le plus éloigné du système. L’année dernière, des photos ont été prises pour la première par la mission spatiale New Horizons.
L'histoire a démarré en 2006, lorsque le vaisseau robotique New Horizons a été envoyé pour étudier les caractéristiques de Pluton, planète du système solaire. Après son lancement, New Horizons a fixé sa trajectoire vers Pluton, entamant un long voyage qui a duré environ 9 ans. Afin de ne pas gaspiller de carburant et de ressources, la plupart de ses systèmes ont été mis en veille jusqu'à ce qu'il soit proche de sa cible, Pluton.
Les résultats offrent un nouvel éclairage sur la formation des objets de la ceinture de Kuiper, des objets semblables à des astéroïdes à la frontière du système solaire. Ses recherches permettent aussi de comprendre les premiers stades de la formation du système solaire.
Publiés dans la revue scientifique Nature, les résultats de ces recherches expliquent les caractéristiques uniques de Arrokoth, surnommé le « bonhomme de neige ». Il s'agit de l'objet imagé le plus éloigné du système. L’année dernière, des photos ont été prises pour la première par la mission spatiale New Horizons.
L'histoire a démarré en 2006, lorsque le vaisseau robotique New Horizons a été envoyé pour étudier les caractéristiques de Pluton, planète du système solaire. Après son lancement, New Horizons a fixé sa trajectoire vers Pluton, entamant un long voyage qui a duré environ 9 ans. Afin de ne pas gaspiller de carburant et de ressources, la plupart de ses systèmes ont été mis en veille jusqu'à ce qu'il soit proche de sa cible, Pluton.
New Horizons a fourni des images spectaculaires de Pluton et de sa lune Charon, et des informations scientifiques inestimables, qui sont toujours étudiées et qui seront probablement étudiées pendant des années. Ces études fourniront des informations importantes pour comprendre la formation du système solaire, et en particulier de la ceinture de Kuiper.
L'Union astronomique internationale a décidé de rétrograder Pluton, de son statut de planète, à une planète naine.
Alors que Pluton est le plus grand objet aux extrémités du système solaire, ce n'est pas le seul. Au-delà de Neptune, dans une région appelée la ceinture de Kuiper, il existe de nombreux objets semblables à des astéroïdes dont la taille varie. Les conditions y sont différentes (et en particulier beaucoup plus froides) qu’au sein de la ceinture d'astéroïdes « sœur », dans les régions intérieures du système solaire, et les objets de la ceinture de Kuiper sont généralement constitués de matériaux beaucoup plus froids. Y compris avant son arrivée à Pluton, il était prévu que le vaisseau spatial New Horizon ait encore suffisamment de ressources pour surveiller de près un autre objet de la ceinture de Kuiper.
Le 26 juin 2014, après une étude approfondie, un objet a été identifié par le télescope spatial Hubble. Suite à cette identification, l'équipe de recherche New Horizons a conçu la trajectoire du vaisseau spatial afin qu'il passe à côté de l'objet, nouvellement trouvé, après avoir terminé sa mission de cartographie de Pluton. Cinq ans plus tard (et quatre ans après sa rencontre avec Pluton en 2015), New Horizons passe devant l'objet. Le 1er janvier 2019, l'humanité remporte son premier gros plan d'un petit objet de la ceinture de Kuiper, grâce au vaisseau spatial New Horizons passant à seulement 3500 miles.
Immédiatement après l'arrivée de ses premières images, l'objet de la ceinture de Kuiper (jusqu'alors connu sous le nom de 2014 MU69) a été surnommé « le bonhomme de neige », en raison de son apparence unique (voir photo). Les chercheurs de New Horizons l'ont initialement appelé Ultima Thule (« le bord du monde » en latin, en raison de son emplacement éloigné au bord du système solaire). Mais l'objet a finalement officiellement été intitulé : 486958 Arrokoth (pour « ciel » ou « nuage » dans la langue amérindienne Powhatan - aujourd'hui disparue).
Les photos de New Horizons et les informations recueillies ont fourni à la communauté scientifique une multitude d'informations sur le bonhomme de neige : c'est un contact-binaire de 30 kilomètres qui se compose de deux lobes de tailles différentes, interconnectés, et qui semble être le produit de deux petits objets de la ceinture de Kuiper, entrés en collision pour former Arrokoth.
Bien que divers modèles aient été proposés pour expliquer la formation d'Arrokoth et ses propriétés, les chercheurs ont rencontré des défis majeurs et n'ont pas pu expliquer les caractéristiques fondamentales du bonhomme de neige, en particulier sa vitesse de rotation – lente, et son angle d'inclinaison - important. Dans leur article, les chercheurs du Technion présentent de nouveaux calculs analytiques et des simulations détaillées expliquant la formation et les caractéristiques d'Arrokoth.
La recherche a été dirigée par le doctorant Evgeni Grishin, ainsi que par le Docteur Uri Malamud, tous deux accompagnés par le Professeur Hagai Perets, en collaboration avec le groupe de recherche allemand de Tübingen.
« Une simple collision à grande vitesse entre deux objets aléatoires dans la ceinture de Kuiper les briserait, car ils sont probablement constitués principalement de glace fondue. D'un autre côté, si les deux corps se sont mis en orbite sur une orbite circulaire (similaire à la lune en orbite autour de la Terre), puis en spirale lentement pour s'approcher plus doucement et établir un contact, la vitesse de rotation d'Arrokoth aurait été extrêmement élevée, alors que la vitesse mesurée était en fait assez faible par rapport à ces attentes. En une journée, la rotation complète d'Arrokoth prend 15,92 heures. De plus, son angle d'inclinaison (par rapport au plan de son orbite autour du Soleil) est très grand - 98 degrés - il se situe donc presque sur le côté par rapport à son orbite, une caractéristique particulière en soi » explique le Professeur Grishin.
"Selon notre modèle, ces deux corps tournent l'un autour de l'autre et constituent donc un triple système car ils tournent également, ensemble, autour du Soleil", a-t-il poursuivi. « La dynamique de ces triples systèmes est complexe et notoirement connue sous le nom de « problème des trois corps ». La dynamique des triples systèmes gravitationnels est connue pour être très chaotique. Dans notre étude, nous avons montré que le système ne se déplaçait pas de manière simple et ordonnée, mais ne se comportait pas non plus de manière totalement chaotique. » a déclaré le Docteur Uri Malamud.
"Le système est passé d'une orbite large et relativement circulaire à une orbite elliptique très excentrique à travers une évolution lente (laïque), par rapport à la période orbitale d'Arrokoth autour du Soleil", a déclaré le professeur Perets. « Nous pourrions montrer que de telles trajectoires finissent par conduire à une collision qui, d'une part, sera lente et ne brisera pas les objets, mais d'autre part, produira un objet à rotation lente et très incliné, conforme aux propriétés d'Arrokoth. »
En conclusion, le Docteur Malamud a déclaré : "nos simulations détaillées ont confirmé cette image et ont produit des modèles ressemblant étroitement à l'apparence, à la rotation et à l'inclinaison du bonhomme de neige d'Arrokoth".
Jusqu'à présent, selon les chercheurs, il n'était pas possible d'expliquer les caractéristiques uniques d'Arrokoth. C'est un résultat contre-intuitif, mais la probabilité de collision dans de telles configurations augmente.
"Notre modèle explique à la fois la forte probabilité de collision ainsi que les données uniques du système unifié aujourd'hui ", d’après le Professeur Grishin. « En fait, même le système de Pluton et de Charon a pu se former à travers un processus similaire, et il semble jouer un rôle important dans l'évolution des systèmes binaires et lunaires du système solaire. »
Source : Technion
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