Utilisateur:Charlestpt/(90482) Orcus
(90482) Orcus (désignation provisoire 2004 DW) est un objet transneptunien. Il possède une grande lune, Vanth. Il a un diamètre de 910 km. La surface d'Orcus est relativement brillante avec un albédo atteignant 23%, de couleur neutre et riche en glace d'eau. La glace est principalement sous forme cristalline, ce qui peut être lié à une activité cryovolcanique passée. D'autres composés organiques comme le méthane ou l'ammoniac peuvent également être présents à sa surface. Orcus est découvert par les astronomes américains Michael Brown, Chad Trujillo et David Rabinowitz le 17 février 2004.
Orcus est un plutino, un objet trans-neptunien en résonance orbitale 3:2 avec la planète géante Neptune, faisant deux révolutions autour du Soleil lorsque Neptune en fait trois. La phase de son orbite est l'inverse de celle de Pluton : Orcus est proche de son aphélie (passé en 2019) tandis que Pluton est plus proche de son périhélie (passé en 1989). Orcus est le plus grand plutino connu après Pluton lui-même. Le périhélie de l'orbite d'Orcus est à environ 120° de celui de Pluton, tandis que les excentricités et les inclinaisons sont similaires. En raison de ces similitudes et contrastes, ainsi que de sa grande lune Vanth qui rappelle la grande lune Charon de Pluton, Orcus est parfois sunommé l'anti-Pluton. Cela est pris en compte lors du choix de son nom, car la divinité Orcus est l'équivalent dans les mythologies romaine et étrusque du Pluton grec.
Historique[modifier | modifier le code]
Découverte[modifier | modifier le code]
Orcus est découvert le 17 février 2004 par les astronomes américains Michael Brown de Caltech, Chad Trujillo de l'observatoire Gemini et David Rabinowitz de l'Université de Yale. Des images de pré-découverte prises par l'observatoire Palomar dès le 8 novembre 1951 ont ensuite été obtenues grâce au Digitized Sky Survey.
Dénomination[modifier | modifier le code]
Selon les directives des conventions de nommage de l'Union astronomique internationale (UAI), les plutinos (objets de taille et d'orbite similaires à celles de Pluton) portent le nom de divinités du monde souterrain.
Orcus est nommé d'après l'un des dieux romains des enfers, Orcus. Alors que dans la mythologie grecque Pluton est le souverain des enfers, Orcus est le punisseur des condamnés et le punisseur des serments brisés dans la mythologie étrusque. Le nom est également une référence privée à l'homonyme l'île Orcas, où la femme de Michael E. Brown avait vécu enfant et qu'ils visitaient fréquemment.
Le nom est publié par le Centre des planètes mineures le 26 novembre 2004 dans la circulaire 53177.
Le 30 mars 2005, la lune d'Orcus, Vanth, est nommée d'après un démon féminin ailé, Vanth, vivant dans le monde souterrain étrusque. Elle pouvait être présente au moment de la mort et agissait fréquemment comme un psychopompe, un guide du défunt vers les enfers.
Les symboles planétaires étant déconseillés en astronomie, Orcus n'a jamais reçu de symbole dans la littérature astronomique.
Orbite et rotation[modifier | modifier le code]
Orcus est en résonance orbitale 2:3 avec Neptune, ayant une période orbitale de 245 ans, et est classé comme un plutino. Son orbite est modérément inclinée à 20,6 degrés par rapport à l'écliptique. L'orbite d'Orcus est similaire à celle de Pluton, les deux ayant un périhélie au-dessus de l'écliptique, mais est orientée différemment. Bien qu'à un moment son orbite se rapproche de celle de Neptune, la résonance entre les deux corps signifie qu'Orcus qu'il y a toujours une séparation angulaire de plus de 60 degrés entre eux. Sur une période de 14 000 ans, Orcus reste toujours à plus de 18 UA de Neptune.
Parce que leur résonance mutuelle avec Neptune contraint Orcus et Pluton à rester dans des phases opposées de leurs mouvements, Orcus est parfois décrit comme "l'anti-Pluton". Orcus atteint son aphélie (la distance la plus éloignée du Soleil) pour la dernière fois en 2019 et arrivera au périhélie (la distance la plus proche du Soleil) vers 2143. Les simulations du Deep Ecliptic Survey montrent qu'au cours des 10 millions d'années à venir, Orcus avoir un périhélie minimum (q min) de 27,8 UA.
La période de rotation d'Orcus est incertaine, car différents levés photométriques ont produit des résultats différents. Certains montrent des variations de faible amplitude avec des périodes allant de 7 à 21 heures, alors que d'autres ne montrent aucune variabilité. L'axe de rotation d'Orcus coïncide probablement avec l'axe orbital de sa lune, Vanth. Cela signifie qu'Orcus présente actuellement un de ses pôles vers la Terre, ce qui pourrait expliquer la quasi-absence de toute modulation de sa luminosité[1]. L'astronome José Luis Ortiz et ses collègues ont dérivé une période de rotation possible d'environ 10,5 heures, en supposant qu'Orcus ne soit pas en rotation synchrone avec Vanth[1]. Si, cependant, il y a un verrouillage par effet de marées avec le satellite, la période de rotation coïnciderait avec la période orbitale de 9,7 jours de Vanth[1].
Caractéristiques physiques[modifier | modifier le code]
Taille[modifier | modifier le code]
La magnitude absolue d'Orcus est d'environ 2,3. La détection d'Orcus par le télescope spatial Spitzer dans l'infrarouge lointain et par le télescope spatial Herschel dans le submillimétrique estime son diamètre à 958 km avec une incertitude de 22,9 km. Orcus semble avoir un albédo d'environ 21 à 25 %, ce qui peut être typique des objets trans-neptuniens approchant les 1000 km de diamètre.
Les estimations de magnitude et de taille ont été faites sous l'hypothèse qu'Orcus est un objet singulier. La présence d'une lune relativement grosse, Vanth, peut les modifier considérablement. La magnitude absolue de Vanth est estimée à 4,88, ce qui signifie qu'elle est environ 11 fois plus faible qu'Orcus elle-même. Les mesures submillimétriques ALMA prises en 2016 révèlent que Vanth a une taille relativement grande de 475 km avec un albédo d'environ 8 % tandis que celui d'Orcus a une taille légèrement plus petite de 910 km. En utilisant une occultation stellaire par Vanth en 2017, le diamètre de Vanth a été déterminé à 442,5 km, avec une incertitude de 10,2 km. Michael E. Brown répertorie Orcus comme une planète naine avec une "quasi-certitude", tandis Gonzalo Tancredi conclut qu'elle en est une et qu'elle est suffisamment massive pour être considérée comme telle avec la définition des planètes de l'Union astronomique internationale datant de 2006[2]. Toutefois, de l'UAI n'a jamais formellement reconnu Orcus comme telle[3] [4].
Masse et densité[modifier | modifier le code]
Orcus et Vanth sont connus pour constituer un système binaire. La masse du système a été estimée à (6,348 ± 0,019) × 1020 kg, approximativement égale à celle de la lune de Saturne Téthys (6,175 × 1020 kg ). La masse du système d'Orcus est d'environ 3,8 % de celle de Eris, la planète naine la plus massive connue (1,66 × 1022 kg).
La répartition de cette masse entre Orcus et Vanth dépend de leurs densités relatives. Si celle de Vanth est de 0,8 g/cm3 (typique pour un objet transneptunien dans cette gamme de taille), cela représenterait environ 5 % de la masse d'Orcus ; s'il avait la même densité d'Orcus (donnant une densité au système de 1,53 g/cm3), alors ce serait environ 20 % de la masse d'Orcus.
Le faible albédo de Vanth par rapport à Orcus suggère néanmoins que leurs compositions sont différentes et que la densité de Vanth est relativement faible. Ainsi, la masse d'Orcus est susceptible d'être proche de celle du système entier.
Spectres et surface[modifier | modifier le code]
Modèle:TNO imagemapLes premières observations spectroscopiques en 2004 révèlent que le spectre en lumière visible d'Orcus est plat (de couleur neutre) et sans relief, alors que dans le proche infrarouge, le spectre présente de fortes bandes d'absortion caractéristiques de la glace d'eau à 1,5 et 2,0 μm. Le spectre visible neutre et les bandes d'absorption de l'eau indiquent qu'Orcus est différent des autres objets trans-neptuniens, qui ont généralement un spectre visible rouge et des spectres infrarouges souvent sans caractéristiques. D'autres observations infrarouges en 2004 par l'Observatoire européen austral et l'observatoire Gemini donnent des résultats cohérents avec un mélange de glace d'eau et de composés carbonés, tels que les tholins. Les glaces d'eau et de méthane ne peuvent couvrir respectivement que 50 % et 30 % de la surface, ce qui signifie que la proportion de glace à la surface est inférieure à celle de Charon, mais similaire à celle de Triton (la plus grande lune de Neptune).
Plus tard en 2008 et 2010, de nouvelles observations spectroscopiques infrarouges avec un rapport signal sur bruit plus élevé révèlent des caractéristiques spectrales supplémentaires. Parmi elles se trouvent une bande d'absorption de glace d'eau profonde à 1,65 μm, qui est une preuve de la glace d'eau cristalline à la surface d'Orcus, et une nouvelle bande d'absorption à 2,22 μm. L'origine de cette dernière caractéristique n'est pas tout à fait claire. Elle peut être causée soit par de l'ammoniac ou de l'ammonium dissous dans la glace d'eau, soit par des glaces de méthane et d'éthane. La modélisation du transfert radiatif montre qu'un mélange de glace d'eau, de tholins (comme agent assombrissant), de glace d'éthane et d'ion ammonium (NH4+) fournit la meilleure correspondance avec les spectres, alors qu'une combinaison de glace d'eau, de tholins, de glace de méthane et de l'hydrate d'ammoniac donne un résultat légèrement inférieur. D'autre part, un mélange composé uniquement d'hydrate d'ammoniac, de tholins et de glace à l'eau ne fournit pas une correspondance satisfaisante. Ainsi, les seuls composés identifiés de manière fiable à la surface d'Orcus sont la glace d'eau cristalline et, éventuellement, les tholins sombres. Une identification précise de l'ammoniac, du méthane et d'autres hydrocarbures nécessite de meilleurs spectres infrarouges.
Orcus se situe au seuil des objets trans-neptuniens suffisamment massifs pour retenir les substances volatiles tels que le méthane à sa surface. Le spectre de réflectance d'Orcus montre les bandes d'absorption de glace d'eau les plus profondes de tous les objets de la ceinture de Kuiper qui ne sont pas associés à la famille de Hauméa, la famille collisionnelle à laquelle appartient la planète naine Hauméa. Les grands satellites glacés d'Uranus ont par ailleurs des spectres infrarouges assez proches de celui d'Orcus. Parmi les autres objets trans-neptuniens, le grand plutino 2003 AZ84 et la lune de Pluton Charon ont tous deux des spectres de surface similaires à ceux d'Orcus, avec des spectres visibles plats et sans relief et des bandes d'absorption de glace d'eau modérément fortes dans le proche infrarouge.
Cryovolcanisme[modifier | modifier le code]
La glace d'eau cristalisée à la surface des objets transneptunienne devrait être totalement rendue amorphe par les radiations du Soleil et le rayonnement cosmique en une dizaine de millions d'années. Ainsi, la présence de glace d'eau cristalisée et potentiellement de glace d'ammoniac pourrait indiquer l'existence d'un mécanisme de renouvellement à la surface d'Orcus. L'ammoniac n'a, pour l'instant, pas été détecté sur aucun objet transneptunien et aucun satellite glacé de planète géante, mis-à-part Miranda. La bande d'absorption à 1.65 μm sur Orcus est profonde, similairement à celles de Charon, Quaoar, Hauméa, et d'autres satellites glacés de planètes géantes.
Un cryovolcanisme est proposé comme source de renouvellement de la surface d'Orcus, celui-ci étant théoriquement possible pour des objets transneptuniens d'un diamètre supérieur à 1000 km. Orcus pourrait ainsi avoir connu au moins un épisode de cryovolcanisme par le passé. Le type de volcanisme préféré aurait pu être le volcanisme aqueux explosif, entraîné par une dissolution explosive de méthane à partir de d'un mélange eau-ammoniac.
Satellite naturel[modifier | modifier le code]
Orcus possède au moins une lune connue, Vanth. Elle est découverte par Michael Brown et T.-A. Suer à l'aide d'images prises par le télescope spatial Hubble le 13 novembre 2005. La découverte est annoncée dans une circulaire de l'UAI publiée le 22 février 2007[5].
Une imagerie submillimétrique du système Orcus – Vanth en 2016 montre que Vanth a une taille relativement grande de 475 km, avec une incertitude de 75 km. Cette estimation pour Vanth est en bon accord avec la taille d'environ 442,5 km dérivant de la mesure faite pendant une occultation en 2017.
Comme Charon par rapport à Pluton, Vanth est relativement grande par rapport à Orcus ; c'est une autre raison, après l'orbite, pour caractériser Orcus comme "l'anti-Pluton". Si Orcus est classée comme une planète naine, Vanth serait la troisième plus grande lune de planète naine connue, après Charon et Dysnomie. Le rapport des masses d'Orcus et de Vanth est incertain, allant de 1:33 à 1:12. [[Catégorie:Objet céleste découvert en 2004]] [[Catégorie:Planète naine]] [[Catégorie:Objet céleste découvert par David L. Rabinowitz]] [[Catégorie:Objet céleste découvert par Chadwick Trujillo]] [[Catégorie:Objet céleste découvert par Michael E. Brown]] [[Catégorie:Plutino]]
- Ortiz, Cikota, Cikota et Hestroffer, « A mid-term astrometric and photometric study of trans-Neptunian object (90482) Orcus », Astronomy & Astrophysics, vol. 525, , A31 (DOI 10.1051/0004-6361/201015309, Bibcode 2011A&A...525A..31O, arXiv 1010.6187, S2CID 56051949)
- Gingerich, « The Path to Defining Planets » [archive du ], Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and IAU EC Planet Definition Committee chair, (consulté le ), p. 4
- « Planetary Names: Planet and Satellite Names and Discoverers » [archive du ], Gazetteer of Planetary Nomenclature, International Astronomical Union (Working Group for Planetary System Nomenclature) (consulté le )
- NASA, « List of Dwarf Planets » [archive du ] (consulté le )
- Wm. Robert Johnston, « (90482) Orcus » [archive du ], Johnston's Archive, (consulté le )