(136108) 2003 EL61

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(136108) 2003 EL61
Vue d'artiste de (136108) 2003 EL61 et de ses satellites, S/2005 (136108) 1 (en bas à droite) et S/2005 (136108) 2 (en haut à gauche)
Vue d'artiste de (136108) 2003 EL61 et de ses satellites, S/2005 (136108) 1 (en bas à droite) et S/2005 (136108) 2 (en haut à gauche)
Caractéristiques orbitales
Époque 10 avril 2007 (JJ 2454200,5)[1]
Demi-grand axe 6,484×109 km[1]
(43,2829±0,0027 ua)
Aphélie 7,7078×109 km[1]
(51,5451±0,0032 ua)
Périhélie 5,2590×109 km[1]
(35,0208±0,0044 ua)
Excentricité 0,19089±0,00005[1]
Période de révolution 104 009,65±9,60 j[1]
(284,76 a)
Vitesse orbitale moyenne 4,488 km/s
Inclinaison 28,2141±0,0001°[1]
Nœud ascendant 122,0268±0,0004°[1]
Argument du périhélie 239,0399±0,0031°[1]
Anomalie moyenne 200,7302±0,0051°[1]
Catégorie Objet transneptunien
Caractéristiques physiques
Dimensions ~ 1960×1518×996[2]



Masse (4,2±0,1)×1021 kg[3]
Masse volumique 2 600 à 3 340 kg/m³[2]
Gravité équatoriale à la surface 0,44 m/s²
Vitesse de libération 0,84 km/s
Période de rotation 0,16314 ± 0,00001 j[2]
(3,9154 ± 0,0002 h)
Classification spectrale  ?
Magnitude absolue 0,44[2]
Albédo 0,70 ± 0,10[2]
Température 32±3 K
Atmosphère  ?
Pression à la surface  ?
Découverte
Découvreur Ortiz et al. / Brown et al.[4], [5]
Date 28 décembre 2004 (Brown) / 25 juillet 2005 (Ortiz)
Désignation(s) 2003 EL61

(136108) 2003 EL61, également désigné par 2003 EL61, également désigné Santa de manière provisoire, est un objet de la ceinture de Kuiper. Il fut découvert en 2005 par l'équipe de J. L. Ortiz de l'institut d'astrophysique d'Andalousie à l'observatoire de la Sierra Nevada en Espagne et en 2004 par celle de Mike Brown du Caltech aux États-Unis. Le MPC crédite la découverte à l'équipe d'Ortiz, qui fut la première à annoncer l'objet[4].

2003 EL61 possède deux satellites naturels, une rotation très rapide (moins de 4 h), une forme ellipsoïdale et un albédo élevé causé par des cristaux de glace d'eau à sa surface, ce qui en fait un membre exceptionnel parmi les cubewanos. On pense qu'il est également le composant principal d'une famille d'objets créés après un impact et qui est responsable de ses caractéristiques inhabituelles.

Dans sa plus longue dimension, 2003 EL61 mesurerait entre 1 960 et 2 500 km, à peine moins que Pluton et deux fois plus que Cérès, la plus petite planète naine connue. Sa masse atteindrait un tiers de celle de Pluton.

Sommaire

[modifier] Dénomination

Avant la publication de la découverte de l'objet, l'équipe de Brown le surnommait « Santa », du fait de sa découverte dans les jours suivant Noël, le 28 décembre 2004, bien qu'il fut photographié sur des images remontant au 6 mai 2004.

Le Minor Planet Center attribua la désignation provisoire 2003 EL61 à l'objet, du fait de sa première photographie par l'équipe d'Ortiz le 7 mars 2003. Une fois son orbite déterminée de façon stable, le numéro 136108 lui fut attribué et sa désignation définitive complète est pour l'instant (136108) 2003 EL61.

Suivant les recommandations de l'Union astronomique internationale, l'objet doit être formellement nommé d'après une divinité liée à un mythe de création. L'équipe de Brown à transmis des noms provenant de la mythologie hawaiienne en septembre 2006 pour 2003 EL61 et ses deux satellites « pour rendre hommage à l'endroit où ces satellites ont été découverts. » Cependant, puisque les découvreurs d'un objet ont généralement le droit de le nommer, et puisque l'équipe d'Ortiz est désormais créditée de celle de 2003 EL61 et celle de Brown de ses satellites, il n'est pas certain que ces noms soient acceptés.

[modifier] Caractéristiques physiques

[modifier] Masse et dimensions

La présence de satellites autour de 2003 EL61 permet de déterminer la masse totale du système à partir de la troisième loi de Kepler. Elle serait de 4,2×1021 kg, soit 28% du celle du système plutonien[3], 2003 EL61 comptant pour près de 99% de cette masse.

2003 EL61 tourne sur lui même en moins de 4 h, plus rapidement que tout autre objet connu dans le système solaire de plus de 100 km de diamètre. En conséquence, il doit être distordu en un ellipsoïde triaxial. 2003 EL61 présente de très grandes variations de luminosité, lesquelles ne peuvent être expliquées qu'avec une forme oblongue[2]. Suivant sa densité, il mesurerait entre 1 600 et 2 500 km dans sa plus grande longueur (environ la même que le diamètre de Pluton) et environ 900 km dans sa plus petite longueur (la moitié du diamètre de Pluton). 2003 EL61 serait alors l'un des objets transneptuniens connus les plus grands, après Éris et Pluton et devant Sedna, Orcus et Quaoar (2005 FY9 pourrait également être légèrement plus grand).

La courte période de rotation de 2003 EL61 pourrait avoir été causée à la suite d'un impact avec un autre corps, qui aurait également créé ses satellites. Il se pourrait qu'il ne soit pas le seul de corps de la ceinture de Kuiper tournant rapidement sur lui-même. En 2002, Jewitt et Sheppard ont suggéré que Varuna pourrait être également oblong, sur la base de sa rotation rapide[6].

[modifier] Surface

Selon les observations de son spectre, la surface de 2003 EL61 est principalement composée de glace d'eau[7], [8], à la fois sous forme cristalline et amorphe. La glace d'eau formerait entre les deux-tiers et les trois-quarts de la surface, la composition du reste n'étant pas connue.

De la glace d'eau a été détectée sur d'autres transneptuniens, mais typiquement sous sa forme amorphe. La glace cristalline est instable sur plusieurs millions d'années dans les conditions de la ceinture de Kuiper ; sa découverte suggère l'existence d'un processus réalimentant périodiquement la surface en glace nouvelle.

L'albédo de 2003 EL61 est apparemment comparable à celui de la neige.

[modifier] Composition interne

La masse volumique de 2003 EL61 est évaluée entre 2,6 et 3,3 g∙cm3, à partir de contraintes sur sa taille et sa vitesse de rotation (plus l'objet est dense, moins il est oblong)[2]. Cette densité suggère qu'il s'agit d'un corps essentiellement rocheux et que la glace n'apparaît essentiellement que sur sa surface. Par comparaison, la masse volumique de Pluton est de 2,0 g∙cm3 et celle de la Lune de 3,3 g∙cm3.

[modifier] Orbite

Vue schématique des orbites de 2003EL61 (en jaune), Pluton (en rouge) et Neptune (en gris) ; les parties situées sous le plan de l'écliptique sont tracées plus foncées. Les dates de périhélie (q) et d'aphélie (Q) des deux premiers corps sont également mises en évidence.
Vue schématique des orbites de 2003EL61 (en jaune), Pluton (en rouge) et Neptune (en gris) ; les parties situées sous le plan de l'écliptique sont tracées plus foncées. Les dates de périhélie (q) et d'aphélie (Q) des deux premiers corps sont également mises en évidence.

2003 EL61 est classé comme un objet transneptunien classique, possédant une orbite typique des grands cubewanos : assez excentrique, son périhélie est proche de 35 ua et son aphélie atteint 51 ua[1]. Il présente également une inclinaison significative (environ 28°)[1].

2003 EL61 s'est trouvé à son aphélie en 1991. Son prochain passage au périhélie se produira en 2133[1].

[modifier] Visibilité

2003 EL61 est actuellement (2007) situé non loin de son aphélie, qu'il a atteint en 1991, à plus de 50 ua su Soleil ; il reste cependant très brillant, à cause de sa taille et de son albédo. Sa magnitude absolue atteint 0,44[2].

La forte inclinaison de 2003 EL61, ainsi que sa situation actuelle loin de l'écliptique et près de son aphélie (où sa vitesse orbitale est la moindre), permet de comprendre pourquoi cet objet ne fut découvert que récemment, malgré sa forte luminosité : la plupart des programmes de recherche d'objets transneptuniens se concentrent sur les régions proches de l'écliptique.

[modifier] Famille collisionnelle

Inclinaison de certains objets transeptuniens en fonction de leur distance au Soleil. La famille de EL61 est indiquée en vert, les autres cubewanos en bleu, les plutinos en rouge et les objets épars en gris.
Inclinaison de certains objets transeptuniens en fonction de leur distance au Soleil. La famille de EL61 est indiquée en vert, les autres cubewanos en bleu, les plutinos en rouge et les objets épars en gris.

EL61 est le plus grand membre d'une famille collisionnelle, similaire à celles qu'on peut trouver dans la ceinture d'astéroïdes : un groupe d'objets partageants des éléments orbitaux similaires et des caractéristiques physiques communes, trouvant une origine commune probable dans un impact ayant brisé l'objet qui a donné EL61[9], [10].

Cette famille, la première identifiée parmi les objets transneptuniens, inclut EL61 et ses satellites, (55636) 2002 TX300, (24835) 1995 SM55, (19308) 1996 TO66, (120178) 2003 OP32 et (145453) 2005 RR43. La dispersion des éléments orbitaux des membres est de quelques pourcents ou moins (5% pour le demi-grand axe, 1,4° pour l'inclinaison et 0,08 pour l'excentricité).

Les caractéristiques physiques communes incluent des couleurs neutres et des zones d'absorbtion infrarouge typiques de la glace d'eau[11].

La formation d'une telle famille par impact nécessite un progéniteur d'environ 1 660 km de diamètre, avec une densité d'environ 2,0 g∙cm-3, similaire à Pluton ou Éris. Durant cette collision, EL61 aurait perdu environ 20% de sa masse, principalement de la glace, et serait devenu plus dense[9].

Le collision seule ne peut pas expliquer les orbites des membres de la famille. Pour rendre compte de l'étendue des éléments orbitaux, une vitesse de dispersion initiale d'environ 400 m∙s-1 est requise, mais une telle vitesse aurait dispersé les fragments encore plus. Ce problème ne concerne que 2003 EL61 lui-même ; les éléments orbitaux de tous les autres objets de la famille ne requiert que 140 m∙s-1. Pour expliquer cet écart, Brown et al. suggèrent que l'orbite de 2003 EL61 a été modifiée après la collision. À la différence des autres membres de la famille, 2003 EL61 est situé sur une orbite chaotique, proche de la résonance 7:12 avec Neptune, qui aurait augmenté son excentricité à sa valeur actuelle[9]

[modifier] Satellites naturels

Icône de détail Articles détaillés : S/2005 (136108) 1 et S/2005 (136108) 2.

2003 EL61 possède au moins deux satellites naturels.

S/2005 (136108) 1, le plus grand des deux, fut le premier découvert, le 26 janvier 2005, par l'équipe de Michael Brown[3]. Il orbite autour de 2003 EL61 en un peu plus de 49 jours, à la distance de 49 500 km, sur une orbite presque circulaire[3]. Seule la masse totale du système est connue, mais en suposant que le satellite possède la même densité et le même albédo que 2003 EL61, sa masse atteindrait 1% de ce dernier et il mesurerait environ 310 km de diamètre[12]. Sa surface serait principalement recouverte de glace[13].

S/2005 (136108) 2, le plus petit, découvert le 30 juin 2005 par la même équipe, orbite à 39 300 km de distance en 34 jours, sur une orbite inclinée de 40° par rapport à celle de S/2005 (136108) 1[14]. Sa masse atteindrait 0,2% de celle de 2003 EL61 et son rayon environ 170 km, en supposant un albédo similaire[12].

Il est possible que ces deux satellites se soient formés après la collision hypothétique de 2003 EL61 avec un autre objet de la ceinture de Kuiper il y a plus de 4 milliards d'années, collision qui aurait également sublimé la majeure partie de la glace de 2003 EL61, aurait provoqué sa rotation rapide alors qu'il était encore chaud, causant sa forme étirée de cigare, et éparpillé des débris sur son orbite[9], [10].

[modifier] Découverte

L'équipe d'Ortiz a annoncé sa découverte le 29 juillet 2005. Une équipe du California Institute of Technology conduite par Michael E. Brown observait également l'objet depuis un an mais n'avait pas publié ses observations et appuya l'équipe d'Ortiz afin que la découverte soit mise à son crédit. L'analyse d'archives indiqua que l'objet était présent sur des photographies datant de 1955.

L'équipe de Brown annonça également le 29 juillet 2005 la découverte de (136199) Éris, une planète naine de la ceinture de Kuiper encore plus grande et plus lointaine.

J. L. Ortiz, astronome à l'observatoire de la Sierra Nevada en Espagne, et ses collègues Francisco José Aceituno Castro et Pablo Santos-Sanz annoncèrent la découverte de l'objet le 25 juillet 2005, après avoir analysé à nouveau des observations effectuées le 7 mars 2003 ; en examinant des archives plus anciennes, ils le retrouvèrent sur des images datant jusqu'en 1955[4]. La découverte fut publiée par le MPC le 29 juillet 2005[4].

Au Caltech, une équipe formée de Michael E. Brown, Chadwick Trujillo et David Rabinowitz observait l'objet depuis un an et demi à l'aide du télescope SMARTS, mais n'avait pas encore rendu les données publiques. Brown et ses collaborateurs donnèrent initialement crédit à Ortiz et son équipe pour la découverte, mais le retirent lorsqu'ils estimèrent avoir des raisons de suspecter qu'Ortiz aurait pu utiliser certaines données de leur équipe, lesquelles étaient par inadvertance disponibles publiquement par Internet.

Le 20 juillet, une semaine avant l'annonce de la découverte par Ortiz, Brown et ses collaborateurs avaient publié le résumé d'un rapport qu'ils avaient l'intention d'utiliser pour annoncer la découverte et qui mentionnait l'objet par le code K40506A[15]. En tapant ce code dans un moteur de recherche, il était possible de trouver les données d'observation de Brown, y compris les positions observées de l'objet. L'historique des connexions montra que la page en question avait été accédée par une adresse IP utilisée par les ordinateur de l'institut d'astrophysique d'Andalousie, où l'équipe d'Ortiz travaillait[16]. L'équipe de Brown accusa celle d'Ortiz d'avoir sérieusement enfreint l'éthique scientifique et demanda au MPC de leur retirer le crédit de la découverte[17].

Par la suite, Ortiz admit avoir accédé aux données en question un jour avant d'annoncer la découverte, mais nia toute malversation[18]. Selon lui, il n'utilisa aucune de ces données autrement que pour vérifier, par pure curiosité, si l'objet que son équipe avaient trouvé était le même. Ils avaient réalisé que l'objet mentionné dans le résumé de Brown semblait avoir des caractéristiques similaires ; en tapant la désignation informelle dans Google, il aboutirent sur les données du télescope.

L'ambiguïté de la découverte découle du fait que l'équipe de Brown au Caltech n'avait pas soumis sa découverte au MPC plus d'un an après l'avoir détectée. Le protocole en cours veut que la première personne qui soumet un rapport au MPC avec suffisamment de données pour permettre une détermination orbitale correcte est créditée de la découverte. C'est ce que l'équipe d'Ortiz fit, à l'aide de leurs images de 2003, de celles de 2005 et de leur recherche dans des archives antérieures. Le Minor Planet Center cite Ortiz et al. comme les découvreurs formels de l'objet.

Le 29 juillet 2005, peu après l'annonce d'Ortiz, Brown annonça la découverte d'un autre objet, Éris, qui est plus distant et plus grand que Pluton. Cette annonce fut effectuée de façon anticipée, à la demande du Minor Planet Center, pour prévenir une fuite similaire.

[modifier] Voir aussi

[modifier] Liens internes

[modifier] Liens externes

[modifier] Références

  1. ↑ a  b  c  d  e  f  g  h  i  j  k  l  m  2003 EL61, 10/09/2006, JPL Small-Body Database Browser. Consulté le 16 novembre 2007
  2. ↑ a  b  c  d  e  f  g  h  (en) Rabinowitz, David L.; Barkume, Kristina; Brown, Michael E.; Roe, Henry; Schwartz, Michael; Tourtellotte, Suzanne; Trujillo, Chad, « Photometric Observations Constraining the Size, Shape, and Albedo of 2003 EL61, a Rapidly Rotating, Pluto-sized Object in the Kuiper Belt », dans The Astrophysical Journal, no 2, 03/2006, 639, p. 1238-1251 [résumé] [texte intégral]
  3. ↑ a  b  c  d  (en) Brown, M. E.; Bouchez, A. H.; Rabinowitz, D.; Sari, R.; Trujillo, C. A.; van Dam, M.; Campbell, R.; Chin, J.; Hartman, S.; Johansson, E.; Lafon, R.; Le Mignant, D.; Stomski, P.; Summers, D.; Wizinowich, P., « Keck Observatory Laser Guide Star Adaptive Optics Discovery and Characterization of a Satellite to the Large Kuiper Belt Object 2003 EL61 », dans The Astrophysical Journal, no 1, 10/2005, 632, p. L45-L48 [résumé] [texte intégral]
  4. ↑ a  b  c  d  IAUC 8577: 2003 EL_61, 2003 UB_313,, 2005 FY_9; C/2005 N6, 29 juillet 2005, Union astronomique internationale. Consulté le 16 novembre 2007
  5. ↑ MPEC 2005-O36 : 2003 EL61, 29 juillet 2005, Minor Planet Center. Consulté le 16 novembre 2007
  6. ↑ (en) Jewitt, David C.; Sheppard, Scott S., « Physical Properties Of Trans-Neptunian Object (20000) Varuna », dans {{{3}}}, no 4, 04/2002, 123, p. 2110-2120 [résumé] [texte intégral]
  7. ↑ (en) Trujillo, Chadwick A.; Brown, Michael E.; Barkume, Kristina M.; Schaller, Emily L.; Rabinowitz, David L., « The Surface of 2003 EL61 in the Near-Infrared », dans The Astrophysical Journal, no 2, 02/2007, 655, p. 1172-1178 [résumé] [texte intégral]
  8. ↑ (en) Merlin, F.; Guilbert, A.; Dumas, C.; Barucci, M. A.; de Bergh, C.; Vernazza, P., « Properties of the icy surface of the TNO 136108 (2003 EL{61}) », dans Astronomy and Astrophysics, no 3, 05/2007, 466, p. 1185-1188 [résumé] [texte intégral]
  9. ↑ a  b  c  d  (en) Discovery of a Collisional Family in the Kuiper Belt, « Barkume, Kristina; Brown, M. E.; Schaller, E. L. », dans American Astronomical Society, DPS meeting #38, #44.06; Bulletin of the American Astronomical Society, 09/2006, 38, p. 565 [résumé]
  10. ↑ a  b  (en) Brown, Michael E.; Barkume, Kristina M.; Ragozzine, Darin; Schaller, Emily L., « A collisional family of icy objects in the Kuiper belt », dans Nature, no 7133, 03/2007, 446, p. 294-296 [résumé] [texte intégral]
  11. ↑ (en) Pinilla-Alonso, N.; Licandro, J.; Gil-Hutton, R.; Brunetto, R., « The water ice rich surface of (145453) 2005 RR43: a case for a population of carbon-depleted TNOs? », dans Astronomy and Astrophysics, no 1, 06/2007, 468, p. L25-L28 [résumé] [texte intégral]
  12. ↑ a  b  List of Known Trans-Neptunian Objects, 01/10/2007, Johnston's Archive. Consulté le 15 novembre 2007
  13. ↑ (en) Water Ice on the Satellite of Kuiper Belt Object 2003 EL61, « Barkume, K. M.; Brown, M. E.; Schaller, E. L. », dans The Astrophysical Journal, no 1, 03/2006, 640, p. L87-L89 [résumé] [texte intégral]
  14. ↑ IAUC 8636: S/2005 (2003 EL_61) 2; N LMC 2005; 2005ky, 01/12/2005, Union astronomique internationale. Consulté le 16 novembre 2007
  15. ↑ (en) Rabinowitz, D.; Tourtellotte, S.; Brown, M.; Trujillo, C., « Photometric observations of a very bright TNO with an extraordinary lightcurve », dans American Astronomical Society, DPS meeting #37, #56.12; Bulletin of the American Astronomical Society, 08/2005, 37, p. 746 [résumé]
  16. ↑ Brown, M., « The electronic trail of the discovery of (136108) 2003 EL61 ». Consulté le 17 novembre 2007
  17. ↑ Overbye, D., « One Find, Two Astronomers: An Ethical Brawl », 13/09/2005, The New York Times. Consulté le 17 novembre 2007
  18. ↑ Hecht, J., « Astronomer denies improper use of web data », 21/09/2005, NewScientist.com. Consulté le 17 novembre 2007


Principaux objets transneptuniens
Ceinture de Kuiper : Ixion · Orcus · Quaoar · Pluton (Charon) · Varuna · 2002 AW197 · 2002 TX300 · 2002 UX25 · 2003 EL61 · 2005 FY9
Objets épars : Éris · 2002 TC302 · 2004 XR190 · Sedna*
Voir aussi Triton et la liste d'objets célestes du système solaire, classés par taille, par masse, ou par distance au Soleil · la galerie. 
* Classification MPC usuelle. Certains voient en Sedna un objet du nuage d'Oort.