Découvert en 2004, Haumea est une planète naine située au-delà de l'orbite de Pluton dans une région du système solaire appelée la ceinture de Kuiper. Pluton a été rétrogradé de la catégorie des planètes à part entière en 2006 en raison de la découverte de Haumea et d'autres planètes naines.

Haumea a été officiellement reconnue planète naine en 2008. Sa forme ellipsoïdale ressemble à celle du ballon utilisé dans le rugby ou le football américain. Il a deux lunes et un anneau. En raison de son anneau, Haumea est membre d'un groupe d'objets du système solaire comprenant les planètes Saturne, Uranus, Neptune et Jupiter, ainsi que les astéroïdes Chariklo et Chiron, qui orbitent entre Jupiter et Neptune.

L'anneau de Haumea n'a jamais été directement observé. Son existence a été déduite en 2017 par un groupe international d'astronomes qui ont pris des mesures détaillées des fluctuations lumineuses alors que Haumea occultait (passait devant) une étoile. Dans l'espace, une occultation se produit lorsqu'un objet passe devant un autre du point de vue d'un observateur.

"La lumière de l'étoile a été observée depuis la Terre alors que l'étoile était occultée par Haumea. Sa luminosité diminuait lorsque Haumea passait devant elle, permettant aux astronomes d'obtenir des informations sur la forme d'Haumea, " dit Othon Cabo Winter, Professeur ordinaire à l'École d'ingénieurs de l'Université d'État de São Paulo (FE-UNESP) à Guaratinguetá, Brésil.

"La lumière de l'étoile s'est également estompée lorsque l'anneau est passé devant elle, leur permettant d'obtenir également des informations sur l'anneau."

Les chercheurs qui ont découvert l'anneau en 2017 ont suggéré que son orbite autour d'Haumea était très proche de la région de résonance 1:3, ce qui signifie que les particules annulaires font une révolution toutes les trois fois que Haumea tourne.

Une nouvelle étude de Winter, Taís Ribeiro et Gabriel Borderes Motta, qui appartiennent au Groupe Dynamique Orbitale et Planétologie de l'UNESP, montre qu'une certaine excentricité serait nécessaire pour que cette résonance agisse sur les particules de l'anneau. D'après Hiver, le fait que l'anneau soit étroit et pratiquement circulaire empêche l'action de la résonance. Cependant, le groupe a identifié un type spécifique d'écurie, presque circulaire, orbite périodique dans la même région que l'anneau de Haumea. Une orbite périodique est une orbite qui se répète dans le temps.

"Notre étude n'est pas observationnelle. Nous n'avons pas observé directement l'anneau. Personne ne l'a jamais fait, " dit Winter. La raison en est que l'anneau est très ténu et beaucoup trop éloigné pour être vu par les observatoires astronomiques ici sur Terre. La distance moyenne entre Haumea et le soleil est 43 fois la distance entre la Terre et le soleil.

"Notre étude est entièrement informatique. Basée sur des simulations utilisant les données disponibles sur Haumea et l'anneau, soumis à la loi de la gravitation de Newton, qui décrit les mouvements des planètes, nous avons conclu que l'anneau n'est pas dans cette région de l'espace en raison de la résonance 1:3, mais en raison d'une famille d'orbites périodiques stables, " dit l'hiver.

Dans un article publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society , les chercheurs explorent la dynamique des particules individuelles dans la région où se trouve l'anneau.

La recherche à l'origine de l'article faisait partie du projet thématique « Sur la pertinence des petits corps dans la dynamique orbitale » financé par la Fondation de recherche de São Paulo—FAPESP et soutenu par le gouvernement fédéral brésilien via CAPES, le conseil de la recherche de l'enseignement supérieur, et CNPq, le Conseil national pour le développement scientifique et technologique.

"L'objectif principal de nos recherches était d'identifier la structure de l'anneau d'Haumea en termes de localisation et de taille des régions stables. Nous voulions également trouver la raison de l'existence de l'anneau. Nous étions particulièrement intéressés à essayer de comprendre la structure dynamique associé à sa résonance 1:3, " dit l'hiver.

Régions stables

Les chercheurs ont utilisé la technique de surface de section de Poincaré pour analyser la dynamique de la région dans laquelle se trouve l'anneau. En simulant les trajectoires des particules dans la région, ils ont généré des graphiques informatiques (sections) affichant des zones stables représentées comme des îles (courbes fermées) et des zones instables représentées comme des points irrégulièrement distribués.

Les îlots de stabilité trouvés dus à la résonance 1:3 avaient des orbites très excentriques, plus que ce ne serait compatible avec l'anneau (étroit et circulaire).

"D'autre part, nous avons détecté des îlots de stabilité dans la même zone mais avec des trajectoires de faible excentricité compatibles avec l'anneau. Ces îles se sont avérées être dues à une famille d'orbites périodiques, " dit l'hiver.

Haumea a un diamètre de 1, 456 km, moins de la moitié du diamètre de Mars, et une forme ovale qui le rend deux fois plus long que large. Il faut 284 ans pour faire le tour du soleil. La planète naine est si loin, et la lumière du soleil qui l'atteint si faible, que sa température de surface est de moins 223 °C.

Les lunes Namaka et Hi'iaka d'Haumea ont été détectées par les lentilles géantes de l'un des observatoires au sommet du volcan en sommeil Mauna Kea d'Hawaï. La planète naine porte le nom de la déesse hawaïenne de la fertilité et de l'accouchement, et ses lunes portent le nom des filles de Haumea. On pense qu'ils sont le résultat d'une collision entre la planète naine et un autre corps.

Haumea effectue une rotation en moins de quatre heures, tourner plus vite que tout autre corps d'équilibre connu dans le système solaire. Cela peut avoir à voir avec un passé violent.

Les astronomes pensent qu'Haumea était à l'origine un peu comme Pluton lorsque le système solaire s'est formé. Il y a des milliards d'années, un gros objet a pu entrer en collision avec Haumea, expulsant la majeure partie de sa glace de surface et la faisant tourner beaucoup plus vite que les autres planètes naines.