Au-delà de Saturne, des astéroïdes entourés d'anneaux ?

Une vue d'artiste de l'astéroïde Chariklo, avec son anneau double. © L. Maquet (LESIA/Observatoire de Paris)
L'étonnante robustesse des anneaux de l'astéroïde Chariklo, en orbite entre Saturne et Uranus, rend plausible l'existence de nombreux astéroïdes cerclés dans le Système solaire.

C'est en tout cas l'hypothèse surprenante que Rosana Araujo (université Estadual Paulista à Guaratinguet, Brésil) et ses collègues publient dans une étude à paraître dans The Astrophysical Journal.

Résistance gravitationnelle

L'équipe a étudié en détail l'orbite de l'astéroïde Chariklo, afin de déterminer comment ses anneaux se comportaient lors de ses passages à proximité des planètes géantes. Découverts en mars 2014 par une équipe de l'observatoire de Paris, les anneaux de Chariklo sont en effet une énigme. Présents en orbite à environ 391 et 405km de Chariklo, fin de 3 et 7 km, ils paraissent bien fragiles autour de leur petit corps de 250 km de large.

Rosana Araujo et ses collègues ont simulé la trajectoire de quelque 700 clones de Chariklo sur des périodes d'une centaine de millions d'années. En modifiant très légèrement à chaque itération la trajectoire, la vitesse ou la forme des anneaux pour mieux comprendre leur déformation lors des passages rapprochés avec certaines planètes géantes comme Jupiter ou Saturne, ils ont réalisé que les anneaux étaient étonnamment résistants !

Seuls 3% des cas où les clones de Chariklo s'approchent très près des géantes, dans la « sphère de Hill » où l'interaction gravitationnelle est la plus forte, conduisent à une destruction de leurs anneaux. 4% de ces approches conduisent à une déformation importante.

Autrement dit, dans plus de 90% des cas, leur forme n'est pas modifiée.

Selon les chercheurs brésiliens, la destruction des anneaux des clones de Chariklo intervient principalement lors de sa formation ou de sa fin de vie. Un astéroïde entouré d'anneaux comme l'est Chariklo pourrait donc les conserver sur l'ensemble de son existence, ce qui correspond à environ 150 passages rapprochés auprès d'une planète géante.

Mieux, l'influence gravitationnelle d'Uranus et de Neptune est pratiquement négligeable sur les anneaux. Seules Jupiter et Saturne peuvent les déformer dans des situations extrêmes. Ce qui, de fait, limite les déformations possibles.

Une communauté des anneaux ?

Pour les chercheurs, il est fortement probable que, si un mécanisme de formation des anneaux autour d'un astéroïde est possible, alors ces anneaux ont toutes les chances de persister pendant l'intégralité de leur existence. Sont-ils répandus chez d'autres astéroïdes « Centaures », circulant entre Saturne et Uranus comme Chariklo ?

En janvier 2015, une étude conduite par José Luiz Ortiz (université de Grenade, Espagne) attribuait de fins anneaux autour du Centaure Chiron, d'à peine 166 km de long. L'étude de Rosana Araujo conforte l'hypothèse selon laquelle les astéroïdes entourés d'anneaux seraient un phénomène courant.

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