Enastronomie, lescentaures sont despetits corps glacés qui gravitent autour duSoleil entreJupiter etNeptune. Ils ont été nommés d'après la race mythique descentaures. Les centaures sont généralement de petite taille, et le membre le plus grand,(10199) Chariclo, a un diamètre de302 km.
Un centaure peut être défini, en première approximation, comme un astéroïde qui orbite entre Jupiter et Neptune et croise l'orbite d'une ou plusieurs planètes géantes gazeuses[1]. Plus précisément :
pour leCommittee for Small-Body Nomenclature, un centaure est un planétoïde transjovien qui croise ou s'approche d'une planète géante gazeuse mais dont l'orbite est instable[3], n'étant enrésonance demoyen mouvement 1:1 avec aucune planète majeure[4] ;
pour laJPL Small-Body Database, de façon similaire, un centaure est un objet dont le demi-grand axe est supérieur à 5,5 ua et inférieur à 30,1 ua[5] ;
pour leDeep Ecliptic Survey, un centaure est un objet non résonant dont le périhélie de son orbite osculatrice reste inférieur au demi-grand axe de l'orbite osculatrice de Neptune[6].
Johnston quant à lui catégorise des objets s'approchant des planètes géantes, mais allant parfois bien au delà de l'orbite deNeptune, ainsi que des objets en résonance[7].
Le premier centaure fut découvert en1920, il s'agissait de(944) Hidalgo mais on ne connaissait pas encore l'orbite de ce corps. Le premier centaure identifié fut(2060) Chiron en 1977, que l'on crut d'abord être un satellite de Saturne[8]. En approchant de sonpérihélie, il développa unequeue cométaire et fut reclassé commecomète (sous le nom de 95P/Chiron)[9]. Il est désormais considéréà la fois comme un astéroïde et une comète, quoique d'une taille nettement plus grande que les comètes classiques.
Aucun centaure n'a à l'heure actuelle (2014) été photographié de près par unesonde spatiale, bien qu'il semble quePhœbé, l'une des lunes deSaturne, photographiée par lasonde Cassini en 2004, soit un centaure capturé. Letélescope Hubble a également glané quelques informations sur la surface de(8405) Asbolos[10].
En 2010, la sondeNew Horizons devait survoler de loin un autre centaure,(83982) Crantor, mais les images furent décevantes.
Les centaures ne sont pas situés sur des orbites stables à l'échelle de la centaine de milliers d'années[11]. Des études de leur orbite semblent indiquer qu'il s'agit d'un état orbital de transition entre laceinture de Kuiper et les comètes à courte période. Il est possible qu'il s'agisse d'objets de la ceinture de Kuiper perturbés gravitationnellement et dont l'orbite a croisé celle de Neptune.
L'orbite des centaures estchaotique et évolue rapidement lorsque l'objet s'approche de l'une desplanètes géantes du Système solaire. Certains centaures finissent par croiser l'orbite de Jupiter ; s'ils démontrent uneactivité cométaire, ils sont reclassifiés comme comètes.
À terme, il semble que leur destin se conclut par une collision avec le Soleil (ou une planète) ou par une éjection du Système solaire.
Le diagramme ci-contre illustre les orbites des centaures connus par rapport aux orbites des planètes. Pour quelques objets, l’excentricité des orbites est représentée par les segments rouges (dupérihélie à l’aphélie) avec l’inclinaison représentée sur l’axe vertical[12].
Orbites des centaures connus avec histogrammes.
Pour illustrer la fourchette des paramètres des orbites, quatre objets avec les orbites extrêmes ont été montrés en (jaune) :
2024 KG2, sur l’orbite progràde plus inclinée (~88°) ;
2024 VY4, sur l’orbite la plus excentrique (excentricité = 0,95) ;
2005 VB123, sur l'orbite la moins excentrique (excentricité = 0.03) ;
2015 BE384, sur une orbite presque coplanaire avec l’écliptique (inclinaison < 1°).
La taille des centaures rend impossible l’observation directe de leur surface mais leurs indices de couleur et leursspectres peuvent aider à étudier leur composition et fournir des indices sur l’origine de ces objets.
Les centaures présentent une extraordinaire diversité de couleurs défiant toute tentative de modéliser de façon simple leur composition.
L'indice de couleur est la mesure des différences demagnitude apparente de l’objet vu à travers des filtres bleu (B), neutre (V ; vert-jaune) et rouge (R). Le graphe représente les indices connus des transneptuniens à l’exception des plus grands[13].
Les centaures peuvent être regroupés en deux classes :
Très rouges, comme Pholos
Bleu (bleu gris ou neutre selon les auteurs) comme Chiron
Les nombreuses théories qui tentent d'expliquer ces différences de couleur peuvent à leur tour être classifiées en deux catégories :
celles qui expliquent la différence de couleur comme une conséquence de la « vraie » différence de composition et d'origine,
celles qui traitent la différence de couleurs juste comme un simple résultat de modifications par la radiation et l’activité typique auxcomètes.
Comme exemple de la deuxième catégorie, la couleur rougeâtre de Pholos serait due à une croûte de matière organique irradiée alors que Chiron aurait eu sa couche de glace exposée comme résultat de ses épisodes de comète. Selon une autre explication, Pholos aurait été expulsé très récemment de laceinture de Kuiper et la modification de la surface n’a pas encore eu lieu.Une autre théorie suggère plusieurs processus en compétition, la radiation rendant l’objet plus rouge et les collisions avec l’activité de comète le rendant plus bleu.
Plusieurs centaures, dontChiron,Échéclos etChariclo, montrent des variations de luminosité dépendant de leur distance au Soleil (bien que cette distance reste toujours élevée, contrairement auxcomètes) et d'autres associées à la rotation dunoyau, ainsi que des variations aléatoires semblables aux éruptions cométaires[14].
Ces variations peuvent être expliquées en supposant que les noyaux des centaures comportent de nombreuses cavités remplies de gaz sous pression et de débris cométaires. Quand la pression deCO augmente (par sublimation des parois ou par remontée à travers le substrat poreux), elle peut dépasser la limite de rupture, ce qui produit une explosion localisée (de gaz et de poussières) ainsi qu'une mise à découvert de parois riches en gaz (qui augmente le taux de sublimation après l'explosion). Les simulations numériques sont en accord avec ce scénario, et expliquent aussi d'autres détails des variations de luminosité[14].
Les coauteurs de l'article sont, outre J. L. Elliot, S. D. Kern, K. B. Clancy, A. A. S. Gulbis, R. L. Millis, M. W. Buie, L. H. Wasserman, E. I. Chiang, A. B. Jordan, D. E. Trilling et K. J. Meech. L'article a été reçu par la revueThe Astronomical Journal le 20 juillet 2004 et accepté par son comité de lecture le 12 novembre 2004.
↑Le diamètre est connu pour quelques centaures seulement ; les estimations, fondées sur l'albédo présumé, sont utilisées pour tous les autres à titre d’illustration.
↑Pour la comparaison, deux lunes,Triton etPhœbé, ainsi que la planèteMars sont aussi représentées. Il s'agit des noms en jaune,la taille n'est pas à l’échelle !.
