Découvertes inattendues et poussiéreuses dans les orbites de Mercure et Vénus

Saturne arbore peut-être les anneaux les plus célèbres du système solaire, mais c’est loin d’être le seul corps présentant un certain bling-bling. Le Soleil est entouré de plusieurs anneaux de poussière, dont de petits près des orbites de Vénus et de la Terre et, bien sûr, des ceintures d’astéroïdes au-delà de Mars et Neptune. Mais maintenant, deux nouvelles études ont mis en évidence de nouveaux anneaux dans le système solaire intérieur, un anneau de poussière dans l’orbite de Mercure et un nouvel ensemble d’astéroïdes suivant la trajectoire de Vénus autour du Soleil.

Image d’entête : Dans cette illustration, plusieurs anneaux de poussière entourent le Soleil. Ces anneaux se forment lorsque la gravité des planètes entraîne les grains de poussière en orbite autour du Soleil. (Goddard Space Flight Center/ NASA/ Mary Pat Hrybyk-Keith)

L’anneau de poussière de mercure a été découvert, ironiquement, par une équipe qui cherchait à localiser une région de l’espace qui était exempte de poussière. Une vieille hypothèse propose qu’il devrait y avoir une zone vide autour du Soleil, car la chaleur intense vaporiserait toutes les particules de poussière qui errent trop près. Cartographier l’étendue exacte de cette zone peut en apprendre beaucoup aux astronomes sur ce qu’il y a dans la poussière et même de combler les vides dans l’histoire de la formation du système solaire.

Les scientifiques du Naval Research Laboratory (Laboratoire de recherche de la marine des États-Unis) ont construit à l’origine un modèle qui aide à éliminer la poussière des images prises par la mission STEREO, un duo de satellites de la NASA en orbite solaire qui étudie le Soleil sous deux angles différents en même temps. Ils se sont alors rendu compte qu’ils pouvaient travailler à rebours à partir de là, et utiliser la méthode pour trouver la poussière, ou l’absence de poussière.

Représentation de la mission STEREO. (NASA)

En séparant la lumière de la couronne solaire et de celle qui est réfléchie par la poussière, ils pouvaient être en mesure de trouver la région théoriquement dépourvue de poussière. Au lieu de cela, ils ont découvert un anneau plus brillant le long de l’orbite de Mercure, indiquant ainsi de la présence d’un grand anneau de poussière inconnu auparavant.

Selon Russell Howard, coauteur de l’étude :

Ce n’était pas une chose isolée. Tout autour du Soleil, quelle que soit la position de l’engin spatial, nous avons pu observer la même augmentation de 5 % de la luminosité ou de la densité de la poussière. Cela dit, quelque chose était là, et c’est quelque chose qui s’étend tout autour du Soleil.

Il est intéressant de noter que l’on a longtemps pensé que Mercure était trop petite pour être capable de capter un grand volume de poussière, et toutes celles que le Soleil pourrait probablement projeter à l’extérieur seraient balayées. Mais ce n’est évidemment pas le cas, l’anneau lui-même a une largeur d’environ 15 millions de km.

Un anneau d’astéroïdes pour Vénus

La mission STEREO a également contribué à confirmer la présence d’un anneau de poussière près de Vénus en 2013, mais son origine exacte est restée un mystère. Mais une autre nouvelle étude (lien plus bas) a peut-être trouvé la réponse : une population non encore détectée d’astéroïdes qui partagent l’orbite de la planète.

Les anneaux de poussière qui suivent Vénus et la Terre seraient tous deux originaires de la ceinture d’astéroïdes, au-delà de Mars. Au fur et à mesure que la poussière est attirée lentement vers le Soleil, une partie est entraînée hors de sa trajectoire par la gravité des planètes et elle forme un anneau.

Mais les astrophysiciens du Goddard Space Flight Center de la NASA ont découvert que ce n’était peut-être pas le cas. L’équipe a modélisé la poussière qui se déplaçait de la ceinture d’astéroïdes grâce à la gravité du Soleil, et elle a découvert qu’elle ne représente que l’anneau de poussière de la Terre. D’autres modèles n’ont pas pu l’expliquer non plus.

Finalement, les scientifiques se sont rendu compte que le seul modèle qui correspondait à l’anneau observé était celui dans lequel un groupe d’astéroïdes orbitait autour du Soleil sur la même trajectoire que Vénus, mais assez loin de la planète pour éviter de la frapper.

Ils ont modélisé ce scénario en plaçant 10 000 astéroïdes sur l’orbite de Vénus et en tenant compte des effets gravitationnels du Soleil et des autres planètes. Après que la simulation ait été accélérée de 4,5 milliards d’années à nos jours, environ 800 de ces roches ont subsisté. Cela suggère qu’un ancien groupe d’astéroïdes accompagne Vénus depuis la formation du système solaire, dont certains sont encore là aujourd’hui, alimentant l’anneau de poussière observé.

La prochaine étape, bien sûr, est de chercher ces mystérieux astéroïdes.

Les deux études publiées dans the Astrophysical Journal, pour l’anneau de Mercure : Evidence for a Circumsolar Dust Ring Near Mercury’s Orbit pour les astéroïdes de Vénus : Co-orbital Asteroids as the Source of Venus’s Zodiacal Dust Ring et présentées sur le site de la NASA : What Scientists Found After Sifting Through Dust in the Solar System.