(486958) Arrokoth

(486958) Arrokoth (désignation 2014 MU69 ; anciennement surnommé « Ultima Thulé » en attendant qu'il soit nommé ; initialement désigné « PT1 » (Potential Target 1 - Cible potentielle no 1) et « 1110113Y » par les équipes de New Horizons et de Hubble respectivement) est un objet classique de la ceinture de Kuiper[5]. Il s'agit d'une planète mineure binaire à contact qui mesure 33,5 kilomètres de long sur 19,5 de large.

(486958) Arrokoth
Arrokoth photographié le à 6 700 km par la sonde New Horizons. Image composite couleur de Arrokoth.
Caractéristiques orbitales
Époque (JJ 2457800.5)[1]
Établi sur 111 observations couvrant 851 jours, U = 2
Demi-grand axe (a) 6,6334×109 km[1]
(44,3413 ua)
Périhélie (q) 6,3878×109 km[1]
(42,699 ua)
Aphélie (Q) 6,8790×109 km[1]
(45,983 ua)
Excentricité (e) 0,0461[2] · 0.036[3]
Période de révolution (Prév) 107 847 j[1]
(295.27 ans)
Inclinaison (i) 2,4533°[1]
Longitude du nœud ascendant (Ω) 158,93°[1]
Argument du périhélie (ω) 178,54°[1]
Anomalie moyenne (M0) 309,63°[1]
Catégorie Cubewano
Paramètre de Tisserand (TJup) 5,9[1]
Caractéristiques physiques
Dimensions

38 × 18 × 10 km (± 0,5 × 0,5 × 2 km)
Ultima : 21,6 × 19,9 × 9,4 km

Thule : 15,4 × 13,8 × 9,8 km
Période de rotation (Prot) 0,6633 ± 0,0008 j[4]
(15,92 ± 0,02 h)
Magnitude absolue (H) 11,1[1]
Magnitude apparente (m) 26,8
Albédo (A) ~0,04
Découverte
Date à 8 h 51 min 42 s UTC (première observation)[1]
Découvert par M. W. Buie
et le télescope spatial Hubble[1]

Il est survolé par la sonde New Horizons le et devient le plus lointain objet exploré par l’humanité, après le survol réussi de Pluton[6],[7]. Le petit corps a été sélectionné en pour être une cible de New Horizons. Après quatre changements de cap en octobre puis [8], New Horizons est en en route vers 2014 MU69[9],[10]. Il se situe à une distance de 43,4 unités astronomiques du Soleil.

Historique

Découverte
Photo de la découverte, sur des images prises à dix minutes d'intervalle.

Le , 2014 MU69 est découvert par la caméra à large champ (WFC3) du télescope spatial Hubble lors d'un relevé préliminaire pour trouver un objet de la ceinture de Kuiper adapté au trajet de la sonde New Horizons. La découverte a nécessité l'exploitation du télescope spatial Hubble, car avec une magnitude apparente d'environ 27, l'objet est trop faible pour être détecté par l'immense majorité des télescopes à l'exception des plus puissants. Le télescope spatial est également capable de réaliser des calculs astrométriques très précis et donc de déterminer une orbite fiable[11],[12],[13].

Bien qu’a priori moins intéressant scientifiquement que 2014 PN70, c'est la cible choisie par l'agence spatiale[14] car la plus facilement atteignable[15], nécessitant moins de corrections de trajectoire donc de propergol.

Désignation

Lorsque 2014 MU69 a été observé pour la première fois[16], il a été nommé 1110113Y, rapidement abrégé en « 11 »[17],[6], pour simplification. Son existence en tant que cible potentielle de la sonde New Horizons a été annoncée par la NASA en [18],[19] et dès lors il a été officieusement désigné PT1 pour « Potential Target 1 ». Sa dénomination officielle, 2014 MU69 a été attribuée en par le Centre des planètes mineures (MPC), après la détermination de caractéristiques orbitales suffisantes[6]. Grâce à d'autres observations permettant la détermination de son orbite, on lui a attribué officiellement le numéro permanent de planète mineure 486958, qui fut publié dans le MPC 103886 du [20].

La désignation provisoire 2014 MU69 indique qu'il s'agit du 1745e objet ((« U » = 20) + (« 69 » × 25)) découvert entre les et (« 2014 », « M »). Un nom propre à l'objet étant choisi ultérieurement[21].

Le est annoncé le surnom officieux attribué à cet objet : Ultima Thulé, d'après l'île légendaire de Thulé. Cependant, ce surnom fait débat, car la référence à Thulé a déjà été faite par les nazis avec la Société Thulé[22],[23].

Le , il est officiellement baptisé Arrokoth, ce qui signifie « ciel » dans la culture des Powhatans, peuple du Maryland, là où il a été découvert[24]. La citation de nommage est la suivante :

« Arrokoth est le mot qui signifie « ciel » dans la langue powhatan des autochtones de la région de la baie de Chesapeake. Les institutions de cette région ont joué un rôle de premier plan en facilitant la découverte et l'exploration de cet objet ancien et lointain. »

— Minor Planet Circular no 117234, [25].

Occultations stellaires

En et , 2014 MU69 a occulté trois étoiles de son arrière plan[26]. L'équipe du projet New Horizons a formé une équipe spécialisée « KBO Chasers » (les traqueurs d'objets transneptuniens) pour observer ces occultations stellaires depuis l'Amérique du Sud, l'Afrique et l'Océan Pacifique[27],[28],[29].

Bandes d'observations prédites depuis le sol terrestre des occultations stellaires de 2014 MU69 de 2017.

Le , deux équipes de scientifiques de la NASA ont tenté de détecter l'ombre de 2014 MU69 depuis l'Argentine et l'Afrique du Sud[30]. Quand ils ont constaté qu'aucun de leurs télescopes n'avait observé l'ombre de l'objet, l'hypothèse que 2014 MU69 pourrait ne pas être aussi grand ou aussi sombre que prévu a été émise, ainsi que l'hypothèse qu'il puisse être très réfléchissant ou même qu'il soit constitué d'un amas[31],[32]. Mais des données supplémentaires prises avec le télescope spatial Hubble en juin et ont révélé que les télescopes mobiles avaient été placés au mauvais endroit, et que ces spéculations étaient donc fausses[33],[34].

L'ombre de 2014 MU69 fait apparaître la probabilité d'une forme binaire, comme on peut le voir lors de l'occultation stellaire survenue en Argentine le . Les cercles rouges les mieux ajustés révèlent la possibilité pour MU69 d'être formé d'un double lobe - ou d'un binaire.

Le , le télescope aéroporté de l'observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge (SOFIA) de la NASA a été placé près de la ligne centrale prévue pour la deuxième occultation alors qu'il survolait l'océan Pacifique depuis Christchurch, en Nouvelle-Zélande. Le but principal de ces observations était la recherche de la présence de matières dangereuses comme des anneaux ou de la poussière près de 2014 MU69 qui pourraient menacer la sonde New Horizons pendant son survol en . Les données ont été recueillies avec succès, mais l'ombre centrale a été manquée. Les données collectées par SOFIA seront toujours utiles pour émettre des contraintes sur la présence de poussière près de 2014 MU69[35],[36]. Les résultats détaillés de la recherche de matières dangereuses ont été présentés lors de la 49e réunion de la Division des sciences planétaires de l'AAS, le [37].

Le , le télescope spatial Hubble a été utilisé pour vérifier la présence de débris autour de 2014 MU69, fixant les contraintes sur la présence d'anneaux et de débris au sein de la sphère de Hill de 2014 MU69 à des distances allant jusqu'à 75 000 km du corps principal[38]. Pour la troisième et dernière occultation, les membres de l'équipe ont mis en place une autre « ligne de clôture » de 24 petits télescopes mobiles disposés le long de la ligne terrestre prédite pour le passage de l'ombre de l'occultation dans le sud de l'Argentine (provinces de Chubut et de Santa Cruz), ou pour pouvoir déterminer dans le cas le plus favorable, la taille de 2014 MU69[28],[39]. L'espacement moyen entre 2 de ces télescopes était aussi réduit que 4,5 kilomètres[40]. L'exploitation des dernières observations de Hubble a permis de déterminer la position de 2014 MU69 avec une précision bien meilleure qu'avec les données collectée lors de l'occultation du , et cette fois l'ombre de 2014 MU69 a été observée avec succès par au moins cinq des télescopes mobiles[39]. Combiné avec les observations de SOFIA, ceci permettra l'établissement de bonnes contraintes sur la possibilité d'existence de débris près de 2014 MU69[36],[34].

Les premiers résultats de l'occultation du montrent que l'astéroïde 2014 MU69 a une forme très irrégulière (de type « ellipsoïde de révolution allongé »), voire celle d'un binaire proche ou d'un binaire en contact[41]. Selon le nombre et la durée des cordes observées, 2014 MU69 possèderait deux « lobes », avec des diamètres de 20 km et 18 km, respectivement[42].

Deux occultations pour 2014 MU69 étaient possibles en , la première n'a pas été utilisée étant située au sud des océans Atlantique et Indien, mais la deuxième ayant pu être observée au Sénégal et en Colombie, a permis de révéler un peu mieux la forme de l'objet[43].

Exploration

Après avoir effectué son survol de Pluton, la sonde spatiale New Horizons a été programmée pour un survol de 2014 MU69 le à 5 h 34 UTC[7], à une distance de 43,4 UA du Soleil dans la constellation du Sagittaire[44],[45],[46],[47]. 2014 MU69 est le premier objet à avoir été découvert après le lancement de la sonde spatiale qui doit l'approcher. Des photos prises par la sonde le montrent déjà l'objet qui se trouve précisément à l'endroit calculé (alors qu'il est encore à plus de 150 millions de km)[48]. New Horizons passe à un peu plus de 3 500 km de 2014 MU69, soit trois fois moins que la distance minimum auprès de Pluton, la sonde doit effectuer des mesures de température, rechercher la présence d'une atmosphère, d'une activité géologique, de lunes et d'anneaux[49], et renvoyer des images d'une résolution allant jusqu'à 70 m (contre 183 m pour Pluton)[50]. Les données recueillies devraient mettre environ 20 mois à être renvoyées vers la Terre ; le travail d’archivage et d’analyse devant prendre une année supplémentaire[51]. Les premières données collectées (après les photos publiées en janvier) sont révélées en [52].

Caractéristiques

D'après sa luminosité et sa distance, il a été possible de faire une première estimation du diamètre de 2014 MU69 de 18 à 41 km[53]. Les observations de ont conclu que l'objet ne mesure pas plus de 30 km et est très allongé. 2014 MU69 est peut-être un astéroïde binaire rapproché ou un binaire en contact[41]. Lors d'une occultation stellaire observée le , une forme à deux lobes a été révélée, avec des diamètres de 20 et 18 km, respectivement[42]. Cela signifie que 2014 MU69 est probablement un binaire primitif de la ceinture de Kuiper[54].

Sa période de révolution est légèrement supérieure à 295 ans et le corps présente une faible inclinaison et une faible excentricité par rapport aux autres objets de la ceinture de Kuiper[55]. Ces propriétés orbitales signifient qu'il s'agit d'un objet classique de la ceinture de Kuiper, un cubewano froid qui est peu susceptible d'avoir subi des perturbations significatives[53]. Les observations faites en mai et ainsi qu'en juillet et ont grandement réduit les incertitudes sur son orbite[11],[56].

2014 MU69 a un spectre rouge, ce qui en fait le plus petit objet de la ceinture de Kuiper dont on a pu mesurer la couleur[57].

Entre le et le , le télescope spatial Hubble a bouclé 24 orbites terrestres à observer 2014 MU69, dans le but de déterminer sa période de rotation et de réduire davantage l'incertitude sur son orbite[58]. Les premiers résultats montrent que la luminosité de 2014 MU69 varie de moins de 20 % lorsqu'il tourne[42]. Ces mesures impliquent des contraintes significatives sur le ratio des axes de 2014 MU69 qui est inférieur à 1.14, en supposant un plan de vue équatoriale. En tenant compte de sa forme très irrégulière[41], la petite amplitude relevée implique que son pôle est pointé vers la Terre. Cela signifie que la séquence du survol de New Horizons ne suivra pas un protocole particulièrement compliqué pour photographier l'objet sur son plus grand-axe, ce qui simplifie considérablement l'ingénierie du survol. La faible amplitude rend difficile un relevé précis de la période de rotation au moment du survol. L'existence de satellites éloignés de 2014 MU69 a été exclue jusqu'à une profondeur de champ de plus de 29 °[59].

Le , Mark Buie et al. annoncent lors du congrès d'automne de l'Union américaine de géophysique que l'objet pourrait être doté d'une petite lune[60]. Il s'est avéré par la suite qu'Arrokoth n'en avait pas[61].

Formation
Phases de formation de 2014 MU69.

2014 MU69 était probablement formé de deux objets, familièrement surnommés « Ultima », pour la partie la plus grande, et « Thule » pour l'autre.

Ils se seraient constitués dans un tourbillon de petits corps glacés ; puis avec la perte de moment cinétique, ils se sont rapprochés spiralant l'un vers l'autre jusqu'à se rencontrer formant les deux lobes aplatis présents aujourd'hui[62].

Galerie
  • Image MVIC couleur superposée à une image LORRI (en) en noir et blanc à haute résolution.
  • La trajectoire de New Horizons et les orbites de Pluton et 2014 MU69.
  • 2014 MU69 occulte brièvement la lumière d'une étoile (au centre) le .
  • Comparaison des tailles de 2014 MU69 et de la comète Tchourioumov-Guérassimenko. L'image de 2014 MU69 est une vue d'artiste basée sur les données collectées lors de l'occultation stellaire.
  • Photographies obtenues par New Horizons entre le et le de 2014 MU69.
  • Animation de deux prises de vue de 2014 MU69.

Notes et références
  1. (en) 2014 MU69 sur la base de données du Centre des planètes mineures (consulté le ).
  2. (en) « JPL Small-Body Database Browser: 486958 (2014 MU69) », Jet Propulsion Laboratory (consulté le ).
  3. (en) Alan Stern, « OPAG: We Did It! », Presentation to the Outer Planets Assessment Group (OPAG) of the Lunar and Planetary Institute, Universities Space Research Association, , p. 33.
  4. Stern et al. 2019, p. 2.
  5. (en) Kenneth Chang, « Chasing Shadows for a Glimpse of a Tiny World Beyond Pluto », The New York Times,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  6. (en) Tricia Talbert, « NASA's New Horizons Team Selects Potential Kuiper Belt Flyby Target », NASA, (consulté le ).
  7. Aline Gérard, « Espace : la sonde New Horizons survole l’objet céleste le plus lointain jamais étudié », Le Parisien,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  8. (en) Amanda Barnett, « Pluto probe gets new assignment », CNN,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  9. (en) Marcia Dunn, « NASA's New Horizons on new post-Pluto mission », Associated Press,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  10. (en) New Horizons Team, « NASA's New Horizons Completes Record-Setting Kuiper Belt Targeting Maneuvers », (consulté le ).
  11. (en) Emily Lakdawalla, « New Horizons extended mission target selected », Planetary Society blog, The Planetary Society, .
  12. (en) J. R. Spencer, M. W. Buie et al., « The Successful Search for a Post-Pluto KBO Flyby Target for New Horizons Using the Hubble Space Telescope », Colloque européen de planétologie, vol. 10,‎ (lire en ligne [PDF], consulté le ).
  13. (en) S. B. Porter (2017). « Ultra-High Resolution Orbit Determination of (486958) 2014 MU69: Predicting an Occultation with 1% of an Orbit » . Consulté le 9 août 2017..
  14. (en) « 'Halo' Craters », sur pluto.jhuapl.edu (consulté le ).
  15. Rémy Decourt, « Après Pluton, New Horizons ira visiter 2014 MU69, un petit corps rocheux », sur Futura (portail web), (consulté le ).
  16. (en) « Hubble Survey Finds Two Kuiper Belt Objects to Support New Horizons Mission », sur Space Telescope Science Institute, (consulté le ).
  17. (en) Buie, Marc, « New Horizons HST KBO Search Results: Status Report » [PDF], Space Telescope Science Institute, , p. 23.
  18. (en) « NASA's Hubble Telescope Finds Potential Kuiper Belt Targets for New Horizons Pluto Mission », sur Space Telescope Science Institute, (consulté le ).
  19. (en) Mike Wall, « Hubble Telescope Spots Post-Pluto Targets for New Horizons Probe », sur Space.com, (consulté le ).
  20. (en) « The Minor Planet Circulars, M.P.C. 103886 » [PDF], Centre des planètes mineures, (consulté le ).
  21. (en) Alan Stern, « No Sleeping Back on Earth! », sur NASA, (consulté le ) : « we’re going to give 2014 MU69 a real name, rather than just the “license plate” designator it has now. The details of how we’ll name it are still being worked out ».
  22. Nelly Lesage, « Ultima Thulé, une référence nazie ? L’objet céleste change officiellement de nom », sur Numerama, .
  23. « Ultima Thulé : la récupération des Nazis qui embarrasse la NASA », sur Sciences et Avenir.
  24. (en) Henry Thropton, « A new and official name for #MU69: #Arrokoth, a word meaning ‘sky’ from the local Powhatan culture in Maryland from where it was discovered. Naming ceremony with the local tribe members at NASA HQ this morning. @NASANewHorizons », sur Twitter, .
  25. [PDF] Minor Planet Circular no 117234, .
  26. (en) « Mission Support of the New Horizons 2014 MU69 Encounter via Stellar Occultations » (consulté le ).
  27. (en) « 2014MU69 occultation campaign » (consulté le ).
  28. (en) « KBO Chasers », sur NASA (consulté le ).
  29. (en) M. W. Buie (2017). « Overview of the strategies and results of the 2017 occultation campaigns involving (486958) 2014 MU69 » ..
  30. (en) A. J. Verbiscer (2017). « Portable Telescopic Observations of the 3 June 2017 Stellar Occultation by New Horizons Kuiper Extended Mission Target (486958) 2014 MU69 » ..
  31. (en) « New Mysteries Surround New Horizons’ Next Flyby Target: NASA’s New Horizons spacecraft doesn’t zoom past its next science target until New Year’s Day 2019, but the Kuiper Belt object, known as 2014 MU69, is already revealing surprises », sur NASA, .
  32. (en) « The Case of the Dog that Didn’t Bark in the Night », .
  33. (en) « June 3rd got the hazard search we wanted done but didn't put telescopes in the right place because back then we didn't have the MU69 orbit prediction well enough in hand. Subsequent HST June–July data helped with that », .
  34. (en) « The #mu69occ campaign: Occam's razor wins again… », .
  35. (en) « SOFIA to Make Advance Observations of Next New Horizons Flyby Object », sur NASA, .
  36. (en) « SOFIA in Right Place at Right Time to Study Next New Horizons Flyby Object », sur NASA, .
  37. (en) E. F. Young (2017). « Debris search around (486958) 2014 MU69: Results from SOFIA and ground-based occultation campaigns » ..
  38. (en) J. Kammer (2017). « Probing the Hill Sphere of 2014 MU69 with HST FGS » ..
  39. (en) « NASA's New Horizons Team Strikes Gold in Argentina », sur NASA, .
  40. (en) « 2014 MU69 presentation » (consulté le ).
  41. (en) « New Horizons: Ultima Thule », sur Applied Physics Laboratory, (consulté le ).
  42. (en) « The PI's Perspective: The Heroes of the DSN and the 'Summer of MU69' » (consulté le ).
  43. (en) « New Horizons Team Successfully Observes Next Target, Sets the Stage for Ultima Thule Flyby », sur Applied Physics Laboratory, (consulté le ).
  44. (en) « Maneuver Moves New Horizons Spacecraft toward Next Potential Target », (consulté le ).
  45. (en) « New Horizons Continues Toward Potential Kuiper Belt Target », (consulté le ).
  46. (en) « On Track: New Horizons Carries Out Third KBO Targeting Maneuver », (consulté le ).
  47. (en) « Asteroid 2014 MU69 », The Sky Live (consulté le ).
  48. (en) « New Horizons: News Article?page=20180828 », sur pluto.jhuapl.edu.
  49. Alan Stern, « Les faces cachées de Pluton », Pour la science, no 483,‎ , p. 43-51.
  50. (en) « New Horizons Files Flight Plan for 2019 Flyby », Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, .
  51. (en) « New Horizons Spacecraft Homing in on Kuiper Belt Target », Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, (consulté le ).
  52. Stern et al. 2019.
  53. (en) Emily Lakdawalla, « Finally! New Horizons has a second target » [archive du ], Planetary Society blog, The Planetary Society, .
  54. (en) A. H. Parker (2017). « Multiplicity of the New Horizons Extended Mission Target (486958) 2014 MU69 » ..
  55. (en) « Orbits and Accessibility of Potential New Horizons KBO Encounter Targets » (PDF) dans 46th Lunar and Planetary Science Conference (2015) ..
  56. (en) « 486958 (2014 MU69) », Minor Planet Center (consulté le ).
  57. (en-US) « Scientists Determine Color of Kuiper Belt Objects JR1 and MU69 | Planetary Science, Space Exploration », Sci-News.com,‎ (lire en ligne, consulté le ).
  58. (en) « The Lightcurve of New Horizons Encounter TNO 2014 MU69 » (consulté le ).
  59. (en) S. D. Benecchi (2017). « The HST Lightcurve of (486958) 2014MU69 » ..
  60. (en) « Kuiper Belt Object 2014 MU69 Might Have a Small Moon », sur sci-news.com, (consulté le ).
  61. « Tel est le lointain monde Ultima Thule : pas d’atmosphère, pas d’anneaux ni de satellites à proximité. », Mediacritik,‎ (lire en ligne)
  62. (en) Mike Wall, « The Hunt Is On for Moons Around Ultima Thule », sur Space.com, (consulté le ).

Voir aussi

Bibliographie

 : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

  • (en) S. A. Stern, H. A. Weaver, J. R. Spencer, C. B. Olkin, G. R. Gladstone et al., « Initial results from the New Horizons exploration of 2014 MU69, a small Kuiper Belt object », Science, vol. 364, no 6441,‎ , article no eaaw9771 (DOI 10.1126/science.aaw9771). 
  • [Grundy et al. 2020] W.M. Grundy et al., « Color, Composition, and Thermal Environment of Kuiper Belt Object (486958) Arrokoth », arXiv,‎ (arXiv 2002.06720, lire en ligne)

Articles connexes

Liens externes
  • Portail de l’astronomie
  • Portail des planètes mineures et comètes
Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.