Un corps rocheux et glacé de la taille de Rhode Island suit le leader de la septième planète du Soleil, sifflant le long de l’orbite d’Uranus d’un sixième de révolution devant la planète. Le corps, temporairement surnommé 2011 QF99, est le premier de ce type à tourner autour du cercle d'Uranus. Les chercheurs rapportant dans la revue Science documentent sa détection et montrent qu'elle n'est probablement pas seule, promettant une image plus claire du jeu de flipper céleste en cours dans les confins du système solaire.
On sait que des milliers de corps placés de la même façon existent autour de Jupiter; on les appelle des chevaux de Troie car chacun est nommé pour un personnage mythologique de la guerre de Troie. Mais les scientifiques avaient cru qu’un remorqueur gravitationnel autour d’Uranus et de Saturne , en particulier l’attraction de Jupiter, rendait ses compagnons similaires improbable.
Que sont exactement les chevaux de Troie? Leur histoire remonte au 18ème siècle, quand un célèbre mathématicien nommé Joseph-Louis Lagrange écrivit un essai sur le problème des trois corps, identifiant cinq positions où les effets gravitationnels d’un corps en orbite autour d’un autre corps (pensez au système Terre-Lune un seul corps entourant le Soleil) permettrait à un troisième corps plus petit de rester en équilibre. Situé à l’un de ces cinq points de Lagrange, le troisième corps semblerait stationnaire par rapport aux deux autres. Trois de ces cinq positions, appelées L1, L3 et L3, seraient instables. Si le troisième corps s'éloignait un peu de la trajectoire, il ne pourrait jamais se remettre du faux pas. L1 et L2 sont des emplacements idéaux pour placer des satellites artificiels qui étudient le Soleil et l'espace, bien que les trajectoires des engins spatiaux doivent être constamment ajustées pour rester à ces points.
Le système Soleil-Terre comporte cinq points de Lagrange où une troisième masse plus petite peut rester stationnaire par rapport au Soleil et à la Terre. L2 est la future maison du télescope spatial James Webb, qui se penchera sur l’univers. Image via l'équipe scientifique NASA / WMAP
Mais à deux points de Lagrange, appelés L4 et L5, le corps serait tiré en arrière quelle que soit la direction dans laquelle il dérivait, le faisant pivoter comme un gymnaste sur une barre haute. En fait, plusieurs corps - plusieurs milliers - pourraient danser autour de chaque point dans une région allongée de stabilité qui épouse la trajectoire orbitale de la planète. L'un de ces points se situe à 60 degrés en avant sur cette trajectoire orbitale et à un autre de 60 degrés en arrière.
D'autres systèmes à trois corps ont ces mêmes points d'équilibre et, en 1906, des astronomes ont trouvé un astéroïde dans la région L4 de l'orbite de Jupiter autour du Soleil, nommant le corps d'Achille. Dans les années suivantes, d'autres astéroïdes troyens ont été découverts autour des L4 et L5 de Jupiter et, plus récemment, des chevaux de Troie ont été découverts le long des orbites d'autres planètes, notamment celles de Mars, de Neptune et même de la Terre.
Mais personne n’était venu pour Uranus ou Saturne - jusqu’à présent. Dans le cadre d'une étude Canada-France-Hawaii réalisée dans le cadre d'un télescope conçu pour rechercher de petits corps en orbite au-delà de la planète la plus lointaine, Neptune, une équipe d'astronomes a repéré 2011 QF99 en trois images prises à une heure d'intervalle sur la même parcelle de ciel. La luminosité de l'objet indiquait qu'il faisait 60 kilomètres de diamètre et son orbite le fixait aussi loin qu'Uranus, mais d'autres observations en 2011 et 2012 l'ont distingué d'un Centaure, un corps glacial instable qui tourne autour du Soleil et qui traverse occasionnellement, mais ne suit ni ne suit. plomb, orbites planétaires. L’étude de l’équipe a montré que le QF99 2011 se présentait devant Uranus comme un chien en laisse: c’était un cheval de Troie L4.
«Notre enquête ne portait pas sur un cheval de Troie uranien», explique Mike Alexandersen, astronome à l'Université de la Colombie-Britannique. «Quand nous avons réalisé ce que c'était, nous nous sommes dit 'Whoa, wow.'"
Contrairement à la plupart des autres chevaux de Troie connus, qui ont adopté leurs positions actuelles au début de la formation du système solaire, le QF99 2011 était probablement d’abord un Centaure. Il a ensuite été capturé à L4, capturé alors qu’il fuyait à l’intérieur de zones plus éloignées. Les analyses numériques des détails de l'orbite de 2011 QF99 suggèrent qu'il restera comme un cheval de Troie pendant 70 000 ans. Après un million d'années environ, il dépassera la région de stabilité L4 et rejoindra les Centaures.
2011 QF99 est donc un cheval de Troie temporaire. Et les simulations d'Alexandersen et de son équipe , rapportées pour la première fois dans le nouveau document , montrent que le QF99 2011 n'est pas le seul. Environ 3% des petits corps du système solaire externe partagent une orbite avec Neptune ou Uranus à un moment donné. "Il y a beaucoup d'astéroïdes et de comètes volant autour du système solaire, et beaucoup d'entre eux traversent les orbites des planètes et seule une infime fraction est capturée", dit-il. La capture est «un événement peu probable. Intuitivement, nous avons pensé que la probabilité était encore plus basse. "
Alors que les chevaux de Troie plus permanents ont beaucoup à dire sur la bousculade primordiale, les chevaux de Troie temporaires, y compris ceux découverts en orbite autour de Neptune et de la Terre, pourraient révéler des informations sur la quantité de Les centaures peuplant le bas atteint, comment exactement ils sont arrivés là et quels chemins ils suivent.
«Ces objets instables, les Centaures, deviennent souvent des comètes de la famille Jupiter, dont beaucoup s'approchent de la Terre et pourraient, à terme, constituer une menace d'impact», déclare Jonti Horner, astronome à l'université de New South Wales. pas impliqué dans l'étude. "Etre capable d'étudier ces objets quand ils sont loin du Soleil, et donc pas cachés par un coma cométaire, peut nous en dire beaucoup sur les comètes et autres objets qui peuvent menacer la Terre."
«C'est une découverte vraiment excitante pour moi et pour d'autres personnes qui observent les petits corps du système solaire», a-t-il ajouté.
Alexandersen, qui note que le risque d’impact est extrêmement faible, indique que les résultats montrent à quel point il reste encore à savoir sur notre système solaire. Il prédit que davantage seront révélés à mesure que les astronomes continueront à détecter des objets de plus en plus petits. «S'il y a un cheval de Troie de 60 kilomètres, il y a probablement des dizaines de chevaux de Troie d'un kilomètre», dit-il. "Nous ne pouvons tout simplement pas les voir."
