Hauméa : Ce monde en forme de ballon de football américain est le plus étrange du système solaire

Hauméa tourne si vite que la planète ressemble plus à un ballon de football dégonflé qu’à une sphère. C’est le monde le plus étrange du système solaire.

Les scientifiques de la NASA ont utilisé des simulations informatiques pour comprendre comment la planète naine Hauméa est devenue l’un des objets les plus insolites de notre système solaire. Hauméa est située dans la ceinture de Kuiper, composée de mondes glacés situés au-delà de l’orbite de Neptune. Presque aussi grande que Pluton, Hauméa est un monde étrange à bien des égards.

Contrairement à tout autre objet de sa taille, c’est celui qui tourne le plus vite, effectuant une révolution sur son axe en seulement quatre heures. Puisque Hauméa tourne si vite, la planète ressemble plus à un ballon de football dégonflé qu’à une sphère. Sa surface est en grande partie composée de glace d’eau, contrairement à presque tous les autres objets de la ceinture de Kuiper, à l’exception d’une douzaine de “frères et sœurs” aux orbites similaires, qui constituent la seule “famille” connue dans la région.

Comment est-elle apparue ?

Jessica Noviello, scientifique à la NASA, s’est demandée : “Comment un objet aussi étrange que ce monde aux formes bizarres a-t-il pu naître ?” Noviello et ses collègues se sont tournés vers des modèles informatiques pour comprendre les processus chimiques et physiques d’Hauméa en le mettant en pièces et en le reconstruisant. “Pour comprendre ce qui est arrivé à Hauméa, nous devons limiter dans le temps tout ce qui s’est passé pendant la formation de notre système solaire, ce qui relie tout”, a déclaré Steve Desch, professeur d’astrophysique à l’Arizona State University de Tempe, qui a collaboré avec Noviello et d’autres chercheurs à l’expérience de modélisation décrite dans le Planetary Science Journal du 29 septembre.

Le puzzle d’une planète naine

Noviello a travaillé dans le laboratoire de Desch de 2019 à 2020 en tant que chercheur associé. Pendant plusieurs années, Desch avait travaillé avec ses étudiants pour rassembler des indices disparates afin de découvrir l’histoire de l’évolution d’Hauméa. “Hauméa a beaucoup de parties bizarres, ‘gee-whiz'”, a déclaré Desch, “et les expliquer toutes est un défi”. Aucun satellite n’ayant encore visité la planète naine, les données sont rares car elle est trop éloignée pour être mesurée précisément avec un télescope terrestre. C’est pourquoi les scientifiques s’appuient sur des modèles informatiques pour faire des prédictions sur Hauméa (et d’autres mondes peu connus). Dans leur modèle initial, les chercheurs ont introduit la taille et la masse estimées d’Hauméa, ainsi que son rythme journalier de quatre heures, comme les trois seuls éléments d’information.

Propriétés d’un monde étrange

La taille d’Hauméa, sa densité, sa masse volumique et la taille de son noyau, entre autres caractéristiques, ont été prédites par les modèles. À partir de ces informations, Noviello a créé des équations mathématiques qui ont permis de calculer le volume d’Hauméa et la quantité de glace qu’il contient. En outre, la rotation d’Hauméa a été calculée en fonction de la répartition de la masse sur la planète. Ces informations ont permis de prédire comment un bébé Hauméa deviendrait la planète naine mature qu’elle est aujourd’hui, en simulant des milliards d’années d’évolution. “Nous voulions comprendre fondamentalement Hauméa avant de remonter dans le temps”, a déclaré M. Noviello. Afin de tenir compte des membres de la famille qui faisaient autrefois partie de la planète naine, les scientifiques ont estimé qu’elle était 3 % plus massive. En supposant que le taux de rotation et le volume d’Hauméa auraient pu être différents, ils ont également supposé qu’elle avait un plus grand volume.

Modèles ici, modèles là

En modifiant une de ces caractéristiques à la fois dans leur modèle, ils ont simulé comment de petits changements dans les premières années d’Hauméa affecteraient son évolution. Les scientifiques ont su qu’ils avaient trouvé la bonne histoire lorsque les simulations ont donné des résultats qui ressemblaient à l’Hauméa d’aujourd’hui. Le modèle créé par Noviello et ses collègues suggère qu’Hauméa est entré en collision avec un autre objet lorsque les planètes se sont formées et que tout était en mouvement dans le système solaire. Même si l’impact aurait fait tomber des morceaux, Noviello et ses collègues suggèrent que ces morceaux ne correspondent pas à la famille Hauméa que nous voyons aujourd’hui. Leur théorie est qu’un tel impact aurait dispersé des morceaux d’Hauméa en bien plus grand nombre que les membres de sa famille.

La famille Hauméa

La famille Hauméa que nous voyons aujourd’hui est apparue plus tard. C’est à ce moment-là que la structure de la planète naine a commencé à se dessiner : le centre se chargeait de matière dense et rocheuse, tandis que la surface s’élevait de glace légère. “Lorsque vous concentrez toute la masse vers l’axe, vous diminuez le moment d’inertie, donc Hauméa tournait encore plus vite qu’aujourd’hui”, a déclaré Desch. Selon les scientifiques, la glace s’est détachée de la surface assez rapidement pour créer la famille des Hauméa. Selon Marc Neveu, chercheur à la NASA, les roches d’Hauméa ont généré de la chaleur qui a fait fondre la glace sous la surface, créant ainsi un océan (aujourd’hui disparu) sous la surface. Un grand noyau d’argile s’est formé autour d’Hauméa lorsque l’eau a pénétré dans le matériau rocheux en son centre, le faisant gonfler. À mesure que le noyau d’Hauméa s’est agrandi, son moment d’inertie a augmenté et a donc ralenti sa rotation.

Lire aussi : Des scientifiques découvrent des formes étranges à la frontière de l’espace interstellaire

Source : Curiosmos – Traduit par Anguille sous roche