Planète naine

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Dimensions relatives des huit plus grands objets transneptuniens connus par rapport à la Terre.

En astronomie, une planète naine est un objet céleste du Système solaire de classe intermédiaire entre une planète et un petit corps[1].

Le terme fut adopté en 2006 par l'Union astronomique internationale (UAI) afin d'éclaircir la classification des objets tournant autour du Soleil[1].

Aujourd'hui, cinq objets sont reconnus comme planètes naines par l'UAI : Cérès, Pluton, Hauméa, Makémaké et Éris.

Les objets connus les plus susceptibles d'être ajoutés à cette catégorie sont 2007 OR10, Charon, Quaoar, Sedna, Orcus, 2002 MS4 et Salacie.

Définition[modifier | modifier le code]

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[1] :

  • 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[1]. 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 (voir plus bas). 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[2].

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[3] :
« Les plutoïdes sont des corps célestes en orbites autour 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, Makémaké et Hauméa 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.

Caractéristiques[modifier | modifier le code]

Dimensions[modifier | modifier le code]

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 »[4], mais ceci ne fut pas retenu dans la résolution finale.

Voisinage[modifier | modifier le code]

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[5], 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[6].

Liste[modifier | modifier le code]

Planètes naines reconnues[modifier | modifier le code]

Récapitulatif[modifier | modifier le code]

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[1]. 2003 UB313 est officiellement nommée Éris le 13 septembre 2006[7]. En juillet 2008 est venu s'ajouter Makémaké[8],[9], puis le (136108) Hauméa[10].

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

Objet Type Diamètre
(km)
Masse
(kg)
Éris Epars 2 326± 12 ~ 1,67×1022
Pluton Plutino 2 306± 20 ~ 1,305×1022
Makémaké Cubewano de 1 300 à 1 900  ?
Hauméa Cubewano ~ 1 960 ~ 4,2 ± 0,1×1021
Cérès Astéroïde 974 ~ 9,46×1020

Cérès[modifier | modifier le code]

Cérès, vu par le télescope spatial Hubble.
Article détaillé : (1) Cérès.

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.

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.

Pluton[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Pluton (planète naine).
Pluton.

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 »[11].

Éris[modifier | modifier le code]

Vue d'artiste d'Éris et Dysnomie. Éris est l'objet principal, Dysnomie le tout petit disque juste au-dessus.
Article détaillé : (136199) Éris.

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 ».

Makémaké[modifier | modifier le code]

Makémaké vu par un artiste.
Article détaillé : (136472) Makémaké.

Makémaké est un objet transneptunien d'une dimension comprise entre 1 200 et 1 900 km, passé au grade de planète naine le 11 juillet 2008. Il fut découvert presque en même temps qu'Éris. Il possède une apparence sphérique, et ne semble pas posséder de satellites. La planète naine doit son nom au dieu créateur dans le panthéon traditionnel de Rapa Nui sur l'Île de Pâques.

Hauméa[modifier | modifier le code]

Haumea et ses deux satellites vu par un artiste.
Article détaillé : (136108) Hauméa.

Hauméa 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 . Il possède deux satellites Hiʻiaka et Namaka.

Planètes naines potentielles[modifier | modifier le code]

Au , Mike Brown liste 341 objets transneptuniens comme planètes naines potentielles[12]. Selon les différentes estimations, il existerait quelques centaines à quelques milliers d'objets qui pourraient à termes être considérés comme planète naine.

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d et e (en) Union astronomique internationale, « Assemblée générale UAI 2006 : RÉSOLUTIONS 5 et 6 » [PDF],‎ 24 août 2006 (consulté le 18 septembre 2008).
  2. (en) M. E. Brown, « The Dwarf Planets », Caltech,‎ 2007 (consulté le 18 juin 2007).
  3. http://www.iau.org/public_press/news/detail/iau0804/ Texte original : « Plutoids are celestial bodies in orbit around the Sun at a semimajor axis greater than that of Neptune that have sufficient mass for their self-gravity to overcome rigid body forces so that they assume a hydrostatic equilibrium (near-spherical) shape, and that have not cleared the neighbourhood around their orbit. Satellites of plutoids are not plutoids themselves, even if they are massive enough that their shape is dictated by self-gravity. The two known and named plutoids are Pluto and Eris. It is expected that more plutoids will be named as science progresses and new discoveries are made. The dwarf planet Ceres is not a plutoid as it is located in the asteroid belt between Mars and Jupiter. Current scientific knowledge lends credence to the belief that Ceres is the only object of its kind. Therefore, a separate category of Ceres-like dwarf planets will not be proposed at this time. »
  4. (en) Union astronomique internationale, « Draft Resolution 5 for GA-XXVI: Definition of a Planet »,‎ 16 août 2006 (consulté le 18 juin 2007).
  5. (en) Stern, S. Alan; Levison, Harold F., « Regarding the criteria for planethood and proposed planetary classification schemes », Highlights of Astronomy, vol. 12,‎ 2002, p. 205-213 (résumé).
  6. (en) Soter, Steven, « What Is a Planet? », The Astronomical Journal, vol. 132, no 6,‎ 12/2006, p. 2513-2519 (DOI 10.1086/508861, résumé).
  7. http://www.iau.org/public_press/news/detail/iau0605/
  8. (en) Michael E. Brown, « What's in a name? part 2 », sur Mike Brown's Planets Blog,‎ 2008 (consulté le 14 septembre 2008).
  9. (en) « Working Group for Planetary System Nomenclature », sur USGS Astrogeology - Gazetteer of Planetary Nomenclature (consulté le 11 septembre 2008).
  10. « IAU names fifth dwarf planet Hauméa », UAI (consulté le 18 septembre 2008).
  11. (en) Pluto relegated to dwarf status, physicsworld.com.
  12. « How many dwarf planets are there in the outer solar system? (updates daily) », liste des candidats planètes naines avec explications de la catégorisation, Mike Brown, California Institute of Technology, 28 mars 2014 (dernière mise à jour).