Une équipe internationale d'astronomes a utilisé les télescopes de l'ESO pour étudier une relique du système solaire primordial. L'équipe a découvert que l'objet inhabituel de la ceinture de Kuiper 2004 EW95 est un astéroïde riche en carbone, le premier du genre à être confirmé dans les confins froids du système solaire. Ce curieux objet s'est probablement formé dans la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter et a été projeté à des milliards de kilomètres de son origine jusqu'à son domicile actuel dans la ceinture de Kuiper.

Les premiers jours de notre système solaire ont été une période orageuse. Les modèles théoriques de cette période prédisent qu'après la formation des géantes gazeuses, elles se sont déchaînées dans le système solaire, éjectant de petits corps rocheux du système solaire interne vers des orbites lointaines à de grandes distances du Soleil. En particulier, ces modèles suggèrent que la ceinture de Kuiper - une région froide au-delà de l'orbite de Neptune - devrait contenir une petite fraction de corps rocheux du système solaire interne, comme les astéroïdes riches en carbone, appelés astéroïdes carbonés.

Maintenant, un article récent a présenté des preuves du premier astéroïde carboné observé de manière fiable dans la ceinture de Kuiper, apportant un solide soutien à ces modèles théoriques de la jeunesse troublée de notre système solaire. Après des mesures minutieuses à partir de plusieurs instruments du Very Large Telescope (VLT) de l'ESO, une petite équipe d'astronomes dirigée par Tom Seccull de l'Université Queen's de Belfast au Royaume-Uni a pu mesurer la composition de l'objet anormal de la ceinture de Kuiper 2004 EW95, et ainsi déterminer qu'il s'agit d'un astéroïde carboné. Cela suggère qu'il s'est formé à l'origine dans le système solaire interne et a depuis migré vers l'extérieur.

La nature particulière de 2004 EW95 est apparue pour la première fois lors d'observations de routine avec le télescope spatial NASA/ESA Hubble de Wesley Fraser, un astronome de l'Université Queen's de Belfast qui était également membre de l'équipe à l'origine de cette découverte. Le spectre de réflectance de l'astéroïde - le modèle spécifique de longueurs d'onde de la lumière réfléchie par un objet - était différent de celui de petits objets similaires de la ceinture de Kuiper (KBO), qui ont généralement sans intérêt, spectres sans caractéristiques qui révèlent peu d'informations sur leur composition.

"Le spectre de réflectance de 2004 EW95 était clairement distinct des autres objets observés du système solaire externe, " explique l'auteur principal Seccull. " Cela avait l'air assez bizarre pour que nous puissions y regarder de plus près. "

L'équipe a observé 2004 EW95 avec les instruments X-Shooter et FORS2 sur le VLT. La sensibilité de ces spectrographes a permis à l'équipe d'obtenir des mesures plus détaillées du motif de la lumière réfléchie par l'astéroïde et ainsi d'en déduire sa composition.

Cependant, même avec l'impressionnante puissance de collecte de lumière du VLT, 2004 EW95 était encore difficile à observer. Bien que l'objet mesure 300 kilomètres de diamètre, elle est actuellement à quatre milliards de kilomètres colossaux de la Terre, faire la collecte de données à partir de son obscurité, surface riche en carbone un défi scientifique exigeant.

"C'est comme observer une montagne de charbon géante contre la toile noire du ciel nocturne, " déclare le co-auteur Thomas Puzia de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

"Non seulement 2004 EW95 bouge, c'est aussi très faible, " ajoute Seccull. "Nous avons dû utiliser une technique de traitement des données assez avancée pour tirer le meilleur parti des données."

Deux caractéristiques des spectres de l'objet étaient particulièrement accrocheuses et correspondaient à la présence d'oxydes ferriques et de phyllosilicates. La présence de ces matériaux n'avait jamais été confirmée auparavant dans un KBO, et ils suggèrent fortement que 2004 EW95 s'est formé dans le système solaire interne.

Seccull conclut :« Compte tenu de la résidence actuelle de 2004 EW95 dans les confins glacés du système solaire, cela implique qu'il a été projeté dans son orbite actuelle par une planète migratrice dans les premiers jours du système solaire.

"Bien qu'il y ait eu des rapports précédents sur d'autres spectres d'objets "atypiques" de la ceinture de Kuiper, aucun n'a été confirmé à ce niveau de qualité, " commente Olivier Hainaut, un astronome de l'ESO qui ne faisait pas partie de l'équipe. "La découverte d'un astéroïde carboné dans la ceinture de Kuiper est une vérification clé de l'une des prédictions fondamentales des modèles dynamiques du système solaire primitif."