Comment un télescope de montagne du désert a révélé l'étrange nouvelle lune de Jupiter

Un voisin malhonnête peut rendre la vie imprévisible. Sortir la poubelle un jour à l’avance, jouer de la musique forte à toute heure, sans jamais s’arranger pour réparer cette clôture. Les lunes de Jupiter donnent une idée de ce que l'on ressent maintenant, avec un résident nouvellement identifié qui se préoccupe du conflit avec tout le monde. Cette nouvelle lune, appelée Valetudo, est un peu un renégat.

Le pire scénario pour Valetudo? C'est plus grave qu'un regard glacial sur le perron. «En gros, ce sera comme un insecte dans le pare-brise», déclare Scott Sheppard, astronome à la Carnegie Institution for Science de Washington, D.C. «Cela va cogner à quelque chose».

Sheppard dirige une équipe qui scrute les zones les plus sombres du système solaire. Pour obtenir les vues les plus claires, les plus nettes et les plus panoramiques de la Terre, il est utile de s’éloigner très loin des autres créations artificielles, telles que les lumières et les bâtiments électriques. «Une magnifique désolation, dit Sheppard, est l’idéal. «Vous voulez être au milieu de nulle part.» C'est pourquoi, en mars 2017, l'équipe étudiait le ciel depuis l'observatoire interaméricain Cerro-Tololo au Chili. L'observatoire est niché haut dans les montagnes du désert de la région d'Atacama. Il se trouve à quelques heures de route de la ville la plus proche et le ciel nocturne est éblouissant. Si vous sortez tard le soir et laissez vos yeux s'adapter, Sheppard dit: «le ciel vous emporte."

Valetudo, observé au télescope Magellan en mai 2018. Avec la permission de la Carnegie Institution for Science

L’équipe avait prévu d’utiliser le télescope Blanco de l’observatoire à la recherche d’objets hors de Pluton, mais elle a également décidé d’exercer son regard sur le quartier de Jupiter dans le ciel nocturne. Ils savaient que la plus grande planète du système solaire allait être brillante et suspendue dans le ciel toute la nuit. "Nous pouvions choisir notre champ d'observation comme étant très proche de Jupiter, afin de pouvoir rechercher des choses bougeant très rapidement sur les objets au premier plan de Jupiter", tout en poursuivant la recherche d'objets relativement plus lents aux confins de la système solaire, dit Sheppard. "Nous pourrions faire d'une pierre deux coups: faire un levé simultané des lunes de Jupiter et des objets très éloignés."

Avant que l'équipe de Sheppard ne mène son enquête, il y avait 69 lunes Jovian connues, mais il y a toujours eu des raisons de croire qu'il y en avait encore beaucoup. Comme la planète est si vaste et lumineuse, les chercheurs ont supposé que les lunes non enregistrées pourraient être faibles, voire obscurcies, ou assez éloignées de la géante gazeuse. Le télescope au Chili, doté d'une puissante caméra numérique capable de protéger de l'éblouissement et de la lumière diffuse, a fourni à Sheppard et ses collaborateurs une vue plus large et plus détaillée qu'auparavant. Après leurs observations et plus d'un an de suivis et de confirmations, ils ont annoncé cette semaine avoir trouvé 12 nouvelles lunes..

Dans l'ensemble, ils ne sont pas si inhabituels ou remarquables, sauf peut-être pour ce voleur, Valetudo. Mesurant moins d'un kilomètre de diamètre, il s'agit de la plus petite des lunes connues de Jupiter, et Sheppard le décrit comme un «ballon étrange».

Jupiter a des dizaines de lunes, y compris les grands satellites galiléens, dont Io et Europa, dans cette image composite. NASA

Il ne se comporte pas comme les autres lunes, qui appartiennent généralement à quelques catégories. Les plus importants d'entre eux sont les satellites galiléens Io, Europa, Ganymede et Callisto, de grandes lunes en orbite proches de la planète. Ce sont des lunes progrades, ce qui signifie qu’elles tournent dans la même direction que la rotation de Jupiter. Certaines des lunes extérieures, en revanche, sont des lunes rétrogrades, qui gravitent dans la direction opposée. Dans leurs observations récentes, l'équipe de Sheppard a documenté neuf de ces observations (ainsi que deux lunes progressives et plus rapprochées). Cela peut sembler chaotique, mais comme «ils sont à des distances différentes, ils n'interagissent pas vraiment les uns avec les autres», explique Sheppard. Mais pas Valetudo.

La petite lune tourne à la distance des lunes rétrogrades, mais elle se déplace dans la direction opposée. Il traverse les orbites des autres lunes, et c’est là que les choses pourraient mal tourner. «En gros, c'est comme si vous rouliez sur l'autoroute dans la mauvaise direction», dit Sheppard. "Les voitures viennent à vous, et il est très probable que vous allez avoir une collision frontale."

Sheppard et ses collègues supposent que Valetudo était probablement autrefois beaucoup plus grand, mais a été broyé au cours de milliards d'années à la suite de collisions. Les chercheurs se demandent même si les accidents sont responsables des essaims de lunes joviennes plus petites que nous voyons aujourd'hui. Les chercheurs du Minor Planet Center de l'Union astronomique internationale ont utilisé les données de l'équipe Sheppard pour estimer le risque d'une autre collision. La meilleure prévision, pour le moment, est dans les prochains milliards d'années. («Grand en termes d'échelles de temps humaines, mais pas aussi grand en termes de système solaire», dit Sheppard.)

La vue depuis la montagne chilienne a beaucoup appris aux chercheurs, mais il y a encore beaucoup à apprendre. Les nouvelles lunes sont faibles et les chercheurs n'ont donc pas été en mesure de repérer des caractéristiques ou des indices sur leur surface. «Nous pensons qu'ils sont quelque chose entre les astéroïdes rocheux, qui sont à l'intérieur de Jupiter, et les comètes glacées, qui sont à l'extérieur de Neptune», dit Sheppard. "Ces objets ont probablement une composition de type intermédiaire, moitié-rock et moitié-glace, quelque chose du genre." On ne sait pas quand Valetudo se rapprochera, mais ça devrait l'être avant que quelque chose se passe.