Un anneau de roches glacées en orbite autour de notre soleil juste au-delà de Neptune peut nous donner un aperçu de la façon dont Neptune (et d'autres objets situés à la périphérie de notre système solaire) se sont formés.

Mors-Somnus, un duo binaire composé d'une paire d'astéroïdes glacés liés par la gravité, a récemment été considéré comme étant originaire de la ceinture de Kuiper, ce qui signifie qu'il peut servir de base pour étudier et enrichir notre compréhension de l'histoire dynamique de Neptune et des planètes célestes. corps connus sous le nom d'objets trans-neptuniens (TNO).

L'étude prometteuse, publiée récemment dans la revue Astronomy &Astrophysics , marque la première fois que cet objectif est atteint et constitue une étape importante pour le programme de découverte des compositions de surface des objets trans-neptuniens dirigé par l'UCF, ou DiSCo-TNO, qui fait partie du premier cycle du télescope spatial James Webb ( JWST) de nombreux programmes axés sur l'analyse de notre système solaire.

Ana Carolina de Souza Feliciano et Noemí Pinilla-Alonso, respectivement stagiaire postdoctorale et professeur de sciences planétaires au Florida Space Institute de l'UCF, sont co-auteurs de l'étude et font partie de l'équipe DiSCo qui étudie les propriétés spectrales uniques des petits corps célestes au-delà de Neptune. dans la ceinture de Kuiper.

Ce qui est unique à ce travail, c'est qu'il est possible d'étudier la composition de surface de deux composants de la paire binaire de TNO de petite taille, ce qui n'a jamais été fait auparavant et peut avoir des implications sur la façon dont nous comprenons l'ensemble de la région au-delà de Neptune. /P>

De Souza Feliciano a dirigé cette étude particulière dans le cadre du grand programme DiSCo-TNOs de Pinilla-Alonso. L'équipe a utilisé les larges capacités spectrales du JWST pour analyser la composition élémentaire d'une demi-douzaine de surfaces de TNO suspectées d'être étroitement liées afin de confirmer que Mors-Somnus a beaucoup en commun avec ses TNO voisins. Ces TNO en grande partie non perturbés sont désignés comme « classiques froids » et peuvent servir de points de référence là où Neptune ne les a pas perturbés lors de sa migration.

Ensemble, les objets binaires et d'autres TNO proches dans le même groupe dynamique peuvent agir comme un indicateur pour potentiellement suivre la migration de Neptune avant qu'elle ne s'installe sur son orbite finale, disent les chercheurs.

Les binaires séparés par la distance, comme Mors-Somnus, survivent rarement en dehors des zones liées par la gravité et abritées par d'autres taches de glace et de roche telles que la ceinture de Kuiper. Pour survivre à leur implantation dans de telles zones, ils nécessitent un processus de transport lent vers leur destination.

En raison du comportement spectroscopique similaire de Mors et Somnus et de leurs similitudes avec le groupe classique froid, les chercheurs ont trouvé des preuves de composition pour la formation de cette paire binaire au-delà de 30 unités astronomiques (à près de 2,7 milliards de kilomètres), comme l'hypothèse est également émise dans le littérature précédemment publiée pour la région où les TNO classiques à froid sont également formés.

Un flux constant de découvertes comme celle-ci était quelque peu attendu, puisque les premières données des études DiSCo-TNO sur près de 60 TNO ont commencé à arriver dès la fin de 2022.

"Au fur et à mesure que nous commencions à analyser les spectres Mors et Somnus, davantage de données arrivaient et le lien entre les groupes dynamiques et le comportement de composition était naturel", explique de Souza Feliciano.

Plus précisément, l'étude de la composition de petits corps célestes tels que Mors-Somnus nous donne des informations précieuses sur notre origine, explique Pinilla-Alonso.

"Nous étudions comment la chimie et la physique réelles des TNO reflètent la répartition des molécules à base de carbone, d'oxygène, d'azote et d'hydrogène dans le nuage qui a donné naissance aux planètes, à leurs lunes et aux petits corps", explique-t-elle. "Ces molécules étaient également à l'origine de la vie et de l'eau sur Terre."

Cependant, elle dit qu'il reste encore de grandes opportunités de faire progresser notre connaissance de l'histoire de la région transneptunienne grâce aux puissances spectrales sans précédent du JWST.

"Pour la première fois, nous pouvons non seulement résoudre des images de systèmes comportant plusieurs composants comme le télescope spatial Hubble, mais nous pouvons également étudier leur composition avec un niveau de détail que seul Webb peut fournir", explique Pinilla-Alonso. "Nous pouvons désormais étudier le processus de formation de ces binaires comme jamais auparavant."

Bien que Pinilla-Alonso ait conçu le programme DiSCo-TNOs, elle fait confiance à ses collègues tels que de Souza Feliciano pour déchiffrer les résultats et générer des recherches précieuses.

"Je suis fier d'avoir joué un rôle en fournissant les données et le soutien nécessaires à (Ana) Carol(olina), une brillante chercheuse postdoctorale à l'UCF qui a été le véritable leader de ce travail", a déclaré Pinilla-Alonso. "Le télescope Webb étant destiné à durer des décennies, il s'agit d'une formidable opportunité pour la prochaine génération de chercheurs d'intensifier et de diriger leurs projets scientifiques."

Être un pionnier de découvertes aussi incroyables est vraiment passionnant, ajoute de Souza Feliciano.

"Avant JWST, aucun instrument n'était capable d'obtenir des informations sur ces objets dans cette gamme de longueurs d'onde", explique-t-elle. "Je me sens heureux de pouvoir participer à l'ère inaugurée par le JWST."

Plus d'informations : A. C. Souza-Feliciano et al, Spectroscopie du binaire TNO Mors-Somnus avec le JWST et sa relation avec les sous-populations froides classiques et plutino observées dans le projet DiSCo-TNO, Astronomie et astrophysique (2024). DOI :10.1051/0004-6361/202348222

Fourni par l'Université de Floride centrale