Comment étudiez-vous un corps planétaire extrêmement petit dans les parties extérieures sombres de notre système solaire? Demandez à tous vos amis du monde entier d'attendre un événement spécial très insaisissable, sinon de courte durée. Entrez James Elliot du MIT, qui a travaillé avec des dizaines d'observatoires et d'astronomes à travers le monde, y compris Jay Pasachoff du Williams College dans le Massachusetts, dans le but de faire des observations sur l'objet ceinture Kuiper 55636, (également connu sous le nom de 2002 TX300), un petit corps en orbite à environ 48 UA du Soleil. Étant donné que ce KBO est trop petit et trop éloigné pour des observations directes de sa surface, les astronomes ont suivi et tracé son parcours, déterminant quand il passerait devant une étoile éloignée.
Le KBO a occulté, ou est passé devant une étoile brillante, un événement qui n'a duré que 10 secondes. Mais dans ce court laps de temps, les astronomes ont pu déterminer la taille et l'albédo de l'objet. Ces deux résultats étaient surprenants.
Le 55636 s'est avéré être plus petit qu'on ne le pensait, avec 300 km de diamètre, mais il est très réfléchissant, ce qui signifie qu'il est recouvert de glace blanche fraîche.
La plupart des KBO connus ont des surfaces sombres en raison des intempéries, de l'accumulation de poussière et du bombardement par les rayons cosmiques, donc la luminosité du 55636 implique qu'il a un mécanisme de resurfaçage actif, ou peut-être que dans certains cas, la glace d'eau douce peut persister pendant des milliards d'années dans les confins extérieurs du système solaire.
42 astronomes de 18 observatoires situés en Australie, en Nouvelle-Zélande, en Afrique du Sud, au Mexique et aux États-Unis faisaient partie des observations, mais en raison des conditions météorologiques et du calendrier, seuls deux observatoires, à Hawaï, ont pu détecter l'occultation. En collaboration avec Wayne Rosing, Pasachoff a coordonné les observations du réseau mondial de télescopes de l'observatoire Las Cumbres situé au cratère Haleakala à Maui, Hawaï, qui a effectué les meilleures observations.
Mais Pasachoff a déclaré à Space Magazine qu'avoir deux angles de vue différents pour travailler lui permettait de faire des mesures assez précises du KBO.
"Il était absolument crucial d'avoir le deuxième site d'observation", a-t-il déclaré. «Sans cela, nous
n'aurait pas su où sur un corps rond ou elliptique la corde, la ligne d'occultation, est passée et nous n'aurions pas pu fixer une limite supérieure à la taille du corps. »
Un accord près du bord d'un énorme corps peut être extrêmement petit, a ajouté Pasachoff, illustrant pourquoi ils avaient besoin d'au moins deux accords.
Bien que les surfaces d'autres corps hautement réfléchissants du système solaire, comme la planète naine Pluton et la lune Encelade de Saturne, soient continuellement renouvelées avec de la glace fraîche provenant de la condensation des gaz atmosphériques ou par le cryovolcanisme qui crache de l'eau au lieu de la lave, 55636 est trop petit pour que ces mécanismes fonctionnent.
"La chose surprenante dans un objet vieux d'un milliard d'années qui est si réfléchissant est qu'il a maintenu ou renouvelé sa réflectivité", a déclaré Pasachoff, "donc les possibilités incluent l'obscurcissement que nous savons avoir lieu dans le système solaire intérieur est beaucoup moins de sortie Là; ou l'objet renouvelle sa glace ou son givre de l'intérieur. Nous avons besoin de nouvelles observations ou de plus de KBO avec occultations, et nous avons besoin de plus de travail théorique. "
Il s'agit de la première observation «planifiée» réussie d'un KBO utilisant la méthode de l'occultation stellaire. En 2009, une autre équipe a parcouru quatre ans et demi de données Hubble pour trouver l'occultation d'un KBO extrêmement petit de 975 mètres (3200 pieds) de diamètre et un énorme 6,7 milliards de kilomètres (4,2 milliards de miles).
Pendant plusieurs années, Pasachoff et son équipe du Williams College ont travaillé avec Elliot et d'autres du MIT, ainsi qu'avec Amanda Gulbis de l'Observatoire astronomique sud-africain pour étudier Pluton par occultation. En mesurant soigneusement la luminosité d'une étoile lorsque Pluton la cache ou l'occulte, ils ont montré que l'atmosphère de Pluton se réchauffait ou se dilatait légèrement. Un objectif principal est maintenant de découvrir comment l'atmosphère change. Cela sera particulièrement important avec le vaisseau spatial New Horizons en route vers Pluton.
Pasachoff a déclaré qu'il savait que l'albédo du 55636 serait brillant, mais il a été surpris de voir à quel point il était brillant. Les origines de cet objet proviendraient d'une collision qui s'est produite il y a un milliard d'années entre l'une des trois planètes naines connues dans la ceinture de Kuiper, Haumea et un autre objet qui a provoqué la rupture du manteau glacial de Haumea en une douzaine de corps plus petits, dont 55636.
"Mike Brown (KBO et chasseur de planètes naines de Caltech) m'a dit l'année dernière, avant les observations, que l'objet serait réfléchissant car il appartient à la famille Haumea, et Haumea lui-même a un albédo élevé", a déclaré Pasachoff.
Pasachoff a travaillé avec Brown et son équipe l'année dernière pour essayer de capturer les occultations mutuelles des transits de Haumea avec sa lune Namaka en utilisant le télescope Palomar de 5 mètres, mais ils n'ont pas réussi à détecter l'effet extrêmement faible, étant donné la période de rotation rapide de Haumea .
Elliot a utilisé la méthode de l'occultation pour découvrir les anneaux d'Uranus il y a des décennies et continue de défendre la méthode.
Pasachoff a déclaré que la récente observation de 55636 était très enrichissante. «Ce fut une observation incroyable, et j'étais très heureux d'en faire partie.» Il a dit. «Je suis fier que les trois graphiques de l'article de Nature et les deux observations réussies aient été arrangés ou réalisés par notre équipe du Williams College.»
Il a ajouté que toute observation de ce type comprend au moins ces quatre éléments: prévisions astrométriques, observations, réduction des données, interprétation.
"Nous avons été très chanceux et intéressés à réussir avec des observations", a déclaré Pasachoff. «Mais il est important de noter que Jim Elliot et ses collègues du MIT et de l'Observatoire Lowell travaillent depuis des années pour affiner les méthodes de prédictions afin de les rendre suffisamment précises à cet effet. Et cet événement était la première fois que les prévisions étaient suffisamment précises pour mériter la presse tous azimuts des télescopes que nous avons assemblés. Le fait que nous ayons choisi l'événement, près du centre de la prédiction pour démarrer, est un mérite pour l'équipe d'astrométrie. »
Remarque: cet article a été mis à jour le 6/20.
Sources: Williams College, (et échange d'e-mails avec Jay Pasachoff), MIT, BBC, Nature
