« Rayon de la pomme de terre » pour définir les planètes naines

Décider ce qui est et n'est pas une planète est un problème sur lequel l'Union astronomique internationale a généré une grande quantité d'air chaud. Le défi est de trouver une façon de définir une planète qui ne dépende pas de règles arbitraires. Par exemple, dire que les corps plus gros qu'une certaine taille arbitraire sont des planètes mais que les plus petits ne le sont pas ne fera pas l'affaire. Le problème est que les règles non arbitraires sont difficiles à trouver.

En 2006, l'IAU a modifié sa définition d'une planète d'une manière qui a rétrogradé Pluton au rang de membre de deuxième classe du système solaire. Pluton n'est plus une planète à part entière mais une planète naine avec une poignée d'autres objets en orbite autour du Soleil.

La nouvelle définition de l'IAU d'une planète est un objet qui satisfait aux trois critères suivants. Il doit être en orbite autour du Soleil, avoir une masse suffisante pour avoir une forme presque ronde et il doit avoir dégagé son orbite d'autres objets.

Pluton satisfait aux deux premiers critères mais échoue au troisième car il croise l'orbite de Neptune (bien que, étrangement, Neptune passe).

De tels objets sont officiellement appelés planètes naines et leur définition est décidément arbitraire. Dans son infinie sagesse, l'IAU déclare que les planètes naines sont tous les objets transneptuniens avec une magnitude absolue inférieure à +1 (c'est-à-dire un rayon d'au moins 420 km).

Aujourd'hui, Charles Lineweaver et Marc Norman de l'Australian National University à Canberra se concentrent sur une nouvelle façon de définir les planètes naines qui devrait changer radicalement notre façon de penser ces objets.

Le problème se résume à séparer les objets en forme de pomme de terre du système solaire des objets sphériques. Ce que Lineweaver et Norman ont fait, c'est montrer à partir des premiers principes comment cette ligne de démarcation tombe naturellement entre les objets qui sont plus grands et plus petits que 200 kilomètres de rayon.

Leur approche consiste simplement à rechercher un seuil patate-sphère dans les images des corps du système solaire. Les preuves empiriques suggèrent que le seuil se situe à environ 200 km.

Lineweaver et Norman ont ensuite calculé la résistance matérielle de ces corps au cours de leurs premières années, lorsque leur forme était déterminée. Ils calculent les autres forces à l'œuvre sur ces corps, telles que les forces gravitationnelles et les forces associées aux corps en rotation rapide.

Il s'avère que vu de ce point de vue, le seuil des 200 km convient plutôt bien. Tout ce qui est plus petit que cela n'aurait presque certainement pas été comprimé par des forces suffisamment grandes pour le mouler en une sphère. Tout ce qui est plus gros, par contre, est suffisamment comprimé pour former une sphère.

La conclusion de Lineweaver et Norman est que les planètes naines ont essentiellement un rayon de plus de 200 km qui n'ont pas dégagé leur propre orbite d'autres corps.

Une telle définition correspond à la plupart des objets du système solaire, mais il y a une ou deux bizarreries qui ne correspondent pas à la facture. l'astéroïde Vesta, par exemple, est à la fois en forme de pomme de terre et mesure plus de 200 km de diamètre. Lineweaver et Norman expliquent cela en suggérant qu'il peut avoir été déformé par une collision relativement tard dans la vie.

Le seuil des 200 km semble être un critère raisonnable autour duquel la communauté astronomique peut se rallier. Le problème est que cela augmente considérablement le nombre d'objets qui comptent comme des planètes naines et cela peut ne pas plaire à tout le monde, en particulier à ceux qui aspirent à un traitement spécial pour Pluton.

D'autre part, cela fait de Pluton le principal représentant des planètes naines, un sous-groupe important mais peu étudié de corps du système solaire. Cela ne peut que renforcer l'intérêt pour cet objet glacial.

Comme les astronomes le savent trop bien, l'intérêt est plus ou moins synonyme de financement. Et, bien sûr, c'est la question tacite au cœur du débat sur ce qui est et n'est pas une planète.

Réf : arxiv.org/abs/1004.1091 : Le rayon de la pomme de terre : une taille minimale inférieure pour le plan nain

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