Des télescopes spatiaux Hubble et James Webb ont capturé 27 petits objets glacés inédits situés aux confins du système solaire, au-delà de Neptune. Cette observation conjointe révèle que ces corps lointains, témoins de la formation planétaire, conservent des propriétés de surface inattendues qui défient les modèles actuels.
Une collaboration inédite entre Hubble et James Webb aux confins du système solaire
Pour la toute première fois, les scientifiques ont mobilisé simultanément la puissance combinée du télescope spatial Hubble et du James Webb Space Telescope pour observer l’une des régions les plus lointaines de notre voisinage cosmique. Les équipes se sont concentrées sur les objets transneptuniens, souvent appelés TNO, qui évoluent en orbite autour du Soleil bien au-delà de Neptune.
L’étude approfondie de ces corps célestes a fait l’objet de deux articles complémentaires publiés dans The Astronomical Journal. Des doctorants de l’Université de Victoria au Canada, encadrés par le Conseil national de recherches du Canada, ainsi qu’une équipe de la Northern Arizona University à Flagstaff, ont coordonné les regards des deux instruments. Tandis que Hubble épiait la lumière visible des TNO, le télescope James Webb en scrutait le rayonnement infrarouge. Cette synergie a permis de mesurer avec précision les orbites, les dimensions et les couleurs de 27 nouveaux corps d’une discrétion remarquable.
Des populations dynamiques aux origines préservées
Les observations se sont articulées autour de deux catégories distinctes de corps transneptuniens. D’une part, les objets dits « froids » circulent encore sur leurs trajectoires circulaires d’origine, sagement cantonnés dans le plan du système solaire. D’autre part, les objets « chauds » se sont formés entre les positions actuelles d’Uranus et de Neptune avant d’être éjectés vers l’extérieur lors de la migration des planètes géantes aux premiers temps de notre système. Aujourd’hui, ils peuplent des orbites hautement elliptiques et évoluent en dehors du plan principal.
Avant ces relevés menés en tandem, les astronomes supposaient que les petits objets de ces deux populations auraient subi de multiples collisions au cours des éons, modifiant la composition de leurs surfaces par rapport à leurs congénères plus imposants. Or, les données ont déjoué ces pronostics. Les surfaces des plus petits corps présentent les mêmes caractéristiques que celles des grands spécimens, suggérant que les impacts n’ont pas altéré leur physionomie de manière significative.
Anastasia Morgan, doctorante à la Northern Arizona University, a indiqué qu’il était possible d’imaginer un scénario où les chocs et la fragmentation modifieraient la composition de la surface, ce qui permettrait d’observer une couleur de surface différente entre les minuscules TNO et leurs congénères plus grands, avant d’ajouter qu’il est donc réellement fascinant de constater que les plus petits objets parviennent en quelque sorte à se souvenir et à préserver l’histoire de leur formation.
Cette persistance chromatique s’observe également chez les objets chauds. Selon les analyses diffusées par l’agence spatiale, ces corps conservent la signature chimique de leur lieu de naissance en dépit des brassages orbitaux qu’ils ont subis depuis la genèse du système solaire.
Une taille de planétésimaux insensible aux conditions du disque primitif
Au-delà de la composition de surface, les données infrarouges collectées par le télescope de nouvelle génération ont permis d’évaluer la distribution des tailles au sein de ces populations lointaines. Les chercheurs ont découvert que les tailles globales des objets froids et chauds se ressemblent de façon frappante, bien que ces populations se soient constituées dans des zones différentes du disque protoplanétaire primitif.
Marielle Eduardo, doctorante à l’Université de Victoria, a souligné qu’il est très intéressant de constater que le processus de formation des planétésimaux finit par produire la même distribution de tailles pour les populations froides et chaudes, en dépit d’une formation dans des régions différentes du jeune système solaire, tout en précisant que ce processus semble insensible aux conditions du disque et génère des tailles de planétésimaux similaires, que le disque soit chaud ou froid, dense ou aéré.
Néanmoins, les observations recensent un nombre de ces corps miniatures inférieur à ce que prévoyaient certains modèles théoriques de formation planétaire.
Perspectives pour les observatoires spatiaux et l’exploration cosmique
Ces découvertes s’inscrivent dans un contexte où la question de la pérennité des grands observatoires spatiaux fait l’objet de vifs débats au sein de la communauté scientifique. L’exploitation conjointe de ces instruments représente un coût annuel de l’ordre de 98 millions de dollars pour Hubble et d’environ 200 millions pour James Webb, des investissements jugés modestes au regard de la moisson scientifique obtenue.
L’observatoire Vera C.