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Le 6 novembre 2010, trois télescopes de 40, 50 et 60 centimètres de diamètre ont enregistré la disparition d’une étoile de la constellation de la Baleine, pendant quelques dizaines de secondes. Cette occultation correspond au temps pendant lequel la planète naine Éris est passée devant l’étoile et l’a masquée. Les astrophysiciens en ont déduit quantité d’informations inédites à propos d’Éris, qui est l’objet le plus éloigné discernable à ce jour dans le Système solaire. Il se déplace à 15 milliards de kilomètres du Soleil, soit trois fois plus loin que Pluton. Ils ont obtenu des précisions sur son diamètre, sa surface et son atmosphère.

Une observation rendue possible par la collaboration de plus de soixante astronomes amateurs et professionnels

Les téléscopes étaient basés au Chili, à San Pedro de Atacama et à l’Observatoire européen austral ESO de La Silla. Cette observation de l’occultation d’une étoile de la Voie lactée par un objet d’avant-plan est le fruit d’une intense collaboration qui a mobilisé une soixantaine d’astronomes professionnels et amateurs du monde entier. Les données récoltées permettent d’en apprendre davantage sur l’astre dont la découverte, en 2005, avait abouti à ramener de 9 à 8 le nombre de planètes membres du Système solaire, Pluton étant exclu de la liste.

Éris semble plus petit que prévu, et comparable en taille à Pluton. Il ne mesurerait que 2326 kilomètres de diamètre, contre 2 300 à 2 400 pour Pluton. Sa surface apparaît par ailleurs couverte d’une mince et brillante pellicule de glace d’azote.

L’occultation d’étoile, un phénomène prisé des astronomes... mais imprévisible

Riches en information, les occultations d’étoiles sont des phénomènes très recherchés des spécialistes. Ils parcourent le monde afin de les surprendre et de les chronométrer. C’est la seule méthode qui permet de déceler, depuis la Terre, des détails morphologiques de l’ordre du kilomètre et des variations équivalentes à un milliardième d’atmosphère dans l’environnement de l’objet occultant. Hélas, sa mise en œuvre et sa prédiction, plusieurs années à l’avance, sont très difficiles.

Ici, la discrète étoile de la constellation de la Baleine, 25 000 fois trop faible pour pouvoir être aperçue à l’œil nu, avait été identifiée en 2007 par une équipe de Rio de Janeiro (Brésil) dans un recensement conduit au télescope de 2,2 m de l’ESO, à La Silla. Quelques semaines avant le rendez-vous, une campagne internationale a confirmé que l’ombre d’Éris projetée dans la lumière stellaire survolerait bien l’Europe méridionale ou l’Amérique du Sud. En tout, un ensemble de 26 télescopes étaient mobilisés pour la scruter. Dix se sont, hélas, trouvés sous les nuages. Les deux télescopes de San Pedro de Atacama et un troisième, belge, basé à La Silla, ont bien détecté l’événement attendu.

Portrait robot d’Éris

Éris appartient au club très fermé des « planètes naines » du Système solaire. Il y côtoie l’astéroïde Cérès et les objets trans-neptuniens Haumea, Makemake et Pluton, en hibernation au-delà de Neptune. Cette catégorie d’objets possède une masse insuffisante pour avoir réussi à nettoyer son orbite des corps qui s’y trouvent en éjectant les intrus. Pluton représente ainsi 0,2 % de la masse de la Terre ; Éris 0,25 %.

Éris boucle une révolution autour du Soleil en 560 ans. Son orbite de forme allongée le fait osciller entre 6 et 15 milliards de kilomètres de notre étoile. Sa trajectoire s’avère inclinée de 44° par rapport au plan moyen de circulation des planètes dans le Système solaire. Sa surface, à l’instar de celle de Pluton, est dominée par la glace d’azote N2 et recèle par ailleurs moins de 10 % de glace de méthane CH4. Aujourd’hui, Éris se trouve près de son point d’éloignement maximum (aphélie) - à presque 100 fois la distance de la Terre au Soleil. Il possède un petit satellite (une lune) naturel Dysnomia.

Quand Eris s’éveillera, d’ici quelques siècles...

Éris voit ses dimensions rétrécir. Son diamètre se trouve ramené à 2 326 kilomètres. En conséquence, la densité de l’astre passe à 2,52 gramme/centimètre-cube. Ce qui suggère un gros corps rocheux couvert d’un modeste manteau de glace d’une centaine de kilomètres d’épaisseur, les deux composantes comptant pour des proportions de 85 % et 15 %.

Éris apparaît extrêmement brillant. Son sol réfléchit... 96 % de la lumière solaire incidente ! C’est bien davantage que les 80 % constatés avec de la neige fraîche. De quoi peut bien se composer une telle matière immaculée ? « Difficile de l’imaginer, répond Bruno Sicardy, enseignant-chercheur au LESIA(1). Cet éclat pourrait s’expliquer par la jeunesse ou fraîcheur du sol gelé : il ne date pas des origines du Système solaire. Au fur et à mesure qu’Éris s’approche ou s’éloigne du Soleil sur son orbite, son atmosphère d’azote se condense en fine couche brillante d’environ un millimètre d’épaisseur. Puis, elle se volatilise de nouveau. »

Au plus proche du Soleil, la température atteindra -238°C (35 kelvins). L’azote se sublimera. Des régions sous-jacentes plus sombres apparaîtront exposées. Une infime atmosphère - quelques 100 000 fois plus ténue que celle de la Terre, semblable à celle de Pluton - se dégagera. Aujourd’hui dormante, drapée dans sa fine pellicule d’azote glacé, Éris est une jumelle éloignée de Pluton prête à s’éveiller d’ici quelques siècles.

Selon les calculs, la prochaine occultation d’étoile par la naine lointaine se produira en août 2013 au-dessus du Pacifique sud. Les aficionados prennent déjà date.

Notes
[1] Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique LESIA (Observatoire de Paris, CNRS, Université Pierre et Marie Curie, Université Paris-Diderot

Source
Site internet de l’Institut des Sciences de l’Univers (INSU)

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Crédits iconographiques
Vue d’artiste d’Eris. © ESO/L. Calçada.