Francis Nimmo, professeur de sciences planétaires à l’Université de Californie à Santa Cruz, a récemment co-écrit un Avancées scientifiques papier sur la structure interne de la planète naine Eris.
Éris a à peu près la taille de Pluton mais est environ 50 % plus éloignée du soleil. La découverte d’Éris dans la ceinture de Kuiper au-delà de Neptune en 2005 a déclenché un débat qui a finalement reclassé Pluton comme planète naine.
C’est son intérêt pour Pluton qui a poussé Francis Nimmo, chercheur à l’Université de Santa Cruz, à étudier Eris.
Nimmo rendait visite à Michael Brown, l’un des découvreurs d’Eris, au California Institute of Technology il y a environ six mois et a réalisé que certaines des nouvelles données non publiées de Brown pourraient aider à révéler des informations sur les propriétés d’Eris.
Les deux hommes ont travaillé sur des modèles au cours des mois suivants et ont publié leurs résultats dans un Avancées scientifiques papier. Deux informations principales ont conduit à leurs résultats.
Le premier indice important est qu’Éris et sa lune, Dysnomia, se font toujours face dans la même direction.
« Cela se produit parce que la grande planète est entraînée par les marées que la petite lune élève sur elle », a expliqué Nimmo. « Plus la Lune est grande, plus la planète tourne vite. »
Les chercheurs peuvent utiliser les caractéristiques de rotation et orbitales des planètes et de leurs lunes pour déduire les propriétés de leurs structures internes. Mais jusqu’à récemment, les scientifiques ne disposaient pas d’une estimation de l’ampleur de la dysnomie.
Les données alors non publiées de Brown ont changé cela en révélant que la lune d’Eris devait être inférieure à une certaine masse. Cette limite supérieure de masse a fourni la deuxième information cruciale.
« Et dès que vous le savez, vous pouvez alors commencer à faire de vrais calculs », a déclaré Nimmo.
Le résultat principal et inattendu du modèle de Nimmo et Brown est qu’Eris est étonnamment dissipative, ou « molle ».
Les co-auteurs ont déterminé qu’Eris possède un noyau rocheux entouré d’une couche de glace. Cette coque externe de glace est probablement convective, contrairement à la coque conductrice de Pluton.
« La roche contient des éléments radioactifs, et ceux-ci produisent de la chaleur. Et puis cette chaleur doit s’évacuer d’une manière ou d’une autre », a expliqué Nimmo. « Ainsi, à mesure que la chaleur s’échappe, elle entraîne ce lent barattage de la glace. »
Eris se comporte donc moins comme un objet rigide et « plutôt comme un fromage à pâte molle ou quelque chose comme ça. Il a tendance à couler un peu », explique Nimmo.
Données futures
La limite supérieure de la masse de Dysnomia provenait de mesures effectuées par le radiotélescope Atacama Large Millimeter Array (ALMA). Nimmo espère que bientôt des mesures plus précises de la masse permettront d’affiner davantage le modèle.
« Si Dysnomia est plus petite que cela, alors Eris est encore plus fragile », a-t-il déclaré.
Des données supplémentaires sur la forme d’Eris aideront à vérifier le modèle créé par Nimmo et Brown.
« Nous insistons sur le fait qu’Eris devrait être assez lisse, car s’il y a une topographie de surface, la glace va couler et cette topographie disparaîtra », a déclaré Nimmo. « Ce serait donc bien d’obtenir des mesures de la forme d’Eris, car si elle est très irrégulière, cela ne serait pas en accord avec notre modèle. »
Eris est si éloignée de la Terre qu’elle apparaît sous la forme d’un seul pixel. Afin de reconstruire sa forme, les scientifiques devront donc regarder la planète passer devant les étoiles.
« L’étoile clignote puis l’étoile revient, ce qui vous indique la largeur d’Eris à ce moment-là. Et si vous faites cela avec tout un tas d’étoiles, vous pouvez alors réellement reconstruire la forme », a expliqué Nimmo. « J’espère que les gens le font réellement, mais je ne sais pas s’ils le font. »
Plus d’information:
Francis Nimmo et al, La structure interne d’Eris déduite de son évolution de spin et d’orbite, Avancées scientifiques (2023). DOI : 10.1126/sciadv.adi9201