La NASA cherche l’origine de l’étrange planète naine à rotation rapide Haumea
Les origines d’une planète naine cachée à la périphérie du système solaire qui est devenue l’un de ses objets les plus étranges ont peut-être été révélées par des scientifiques de la NASA.
Haumea a à peu près la taille d’une autre planète naine Pluton et situé à Ceinture de Kuiper, une collection de débris glacés et de corps cométaires qui sont passés au-delà de l’orbite de Neptune – le système solairela plus grande planète.
Haumea est remarquable car il tourne plus vite que n’importe quel objet du système solaire de taille similaire, effectuant une révolution autour de son axe – ou un “jour” – en seulement quatre heures.
Cette rotation rapide a conduit Haumea à développer une forme ressemblant à un ballon de football dégonflé au lieu d’une sphère. Cependant, sa forme n’est pas la seule chose inhabituelle à propos de cette planète naine.
Un étrange mystère de glace
Haumea a également une surface qui principalement constitué d’un type de glace d’eau contrairement à la plupart des autres corps de la ceinture de Kuiper.
Cette surface de glace d’eau est partagée par plusieurs frères et sœurs d’Haumea qui semblent partager la même orbite que planète naine. Cela a conduit les scientifiques à conclure que Haumea et ces corps glacés ont la même origine et qu’ils forment la seule “famille” d’objets apparentés trouvés dans la ceinture de Kuiper – la “famille Haumean”.
Utilisation de simulations informatiques, avec des scientifiques de la NASA Centre de vol spatial Goddard à Greenbelt, Maryland, l’étudiante post-doctorale Jessica Noviello enquête sur la question “Comment quelque chose d’aussi exotique que Haumea et sa famille est-il arrivé?”
Des simulations informatiques sont nécessaires pour y parvenir en raison du fait que la planète naine est trop éloignée pour être mesurée avec précision avec un télescope terrestre, et Haumea n’a pas encore été visitée par une mission spatiale.
Ces simulations ont permis à l’équipe de “démonter” Haumea, puis de le reconstruire à partir de zéro. Son but est de comprendre les processus chimiques et physiques qui ont façonné la planète naine.
“Pour expliquer ce qui est arrivé à Haumea, cela nous oblige à mettre des limites de temps sur toutes ces choses qui se sont produites lorsque le système solaire a été formé, donc il commence à tout connecter dans le système solaire”, membre de l’équipe et Arizona State University à Tempe, professeur de l’astrophysique, a déclaré Steve Desch dans un déclaration. “Il y a beaucoup de parties bizarres et ‘gee whiz’ à Haumea, et essayer de les expliquer toutes en même temps a été un défi.”
Le modèle développé par l’équipe a commencé avec l’entrée de seulement trois éléments de données sur Haumea ; sa taille estimée, sa masse estimée et sa courte “journée” de quatre heures.
Cela a conduit à des prévisions révisées de la taille et de la masse de la planète naine, ainsi que de sa densité. Il a également donné une prédiction de la taille et de la densité du noyau d’Haumea.
À l’aide de ces informations, Noviello a déterminé comment la masse de la planète naine était distribuée et comment cette distribution influençait sa rotation. À partir de là, le chercheur s’est mis à simuler des milliards d’années d’évolution pour Haumea à la recherche du bon ensemble de caractéristiques qui se traduirait par les planètes naines que les astronomes observent aujourd’hui.
“Nous voulions comprendre fondamentalement Haumea avant de remonter dans le temps”, a déclaré Noviello.
Valeurs de la famille Haumea
L’équipe a supposé que le bébé Haumea était environ 3% plus grand que sa taille actuelle, cette différence expliquant la création de ses frères et sœurs de la ceinture de Kuiper.
Les scientifiques supposent également que la jeune planète naine tourne à une vitesse différente et a un volume plus important qu’aujourd’hui.
La modification des caractéristiques d’Haumea dans les modèles qu’ils ont construits a permis à l’équipe d’exécuter des dizaines de simulations qui ont examiné comment de petits changements tels que l’augmentation ou la diminution de la taille de la planète naine ont modifié son évolution.
En proposant un modèle qui simulait Haumea tel qu’observé par les astronomes aujourd’hui, l’équipe a été informée qu’elle avait trouvé les bonnes caractéristiques précoces et le chemin évolutif actuel de la planète naine de la ceinture de Kuiper.
La modélisation par Noviello et ses collègues a révélé que dans ses premières années et pendant une période du système solaire marquée par des conditions turbulentes, Haumea est entré en collision avec un autre corps dans un impact puissant.
Cela a abouti à la séparation des pièces du jeune Haumea, mais ces fragments ne sont pas devenus des objets de la famille Haumean. En effet, un impact important peut projeter les pièces sur des orbites plus dispersées que celles appartenant aux corps de la famille hauméenne.
Desch a déclaré que les objets qui composent la famille hauméenne se sont probablement formés plus tard dans l’existence de la planète naine à mesure que sa structure évoluait. Dans les dernières étapes de son évolution, un matériau dense et rocheux s’enfonce au centre de la planète naine tandis que de la glace de densité plus légère s’élève au-dessus d’elle.
“Lorsque vous concentrez toute la masse vers l’axe, cela réduit le moment d’inertie, donc Haumea finit par tourner plus vite qu’il ne l’est maintenant”, a déclaré Desch. Cela se traduirait par des vitesses de rotation suffisamment rapides pour projeter la glace de surface dans la famille hauméenne.
Ce moment d’inertie est encore augmenté, ralentissant le taux de rotation de la planète naine en raison de la radioactivité des roches d’Haumea faisant fondre la glace de surface. Cette eau qui a pénétré au centre de la planète naine a fait gonfler le matériau rocheux en un noyau d’argile large mais moins dense.
Les recherches de l’équipe ont été publiées dans le Planetary Science Journal le 29 septembre.
