redresse=1.5|vignette|alt=Cinq images, deux de près et trois de loin, des planètes naines sont disposées en carré.|Mosaïque des cinq planètes naines reconnues par l'Union astronomique internationale, par ordre de découverte :
En astronomie, une planète naine est un objet céleste du Système solaire de classe intermédiaire entre une planète et un petit corps du Système solaire. Le terme est adopté le par l'Union astronomique internationale (UAI) après un débat afin d'éclaircir la classification des objets en orbite autour du Soleil. Celui-ci est notamment précipité par la découverte d'Éris, un objet de taille similaire à Pluton , et devant la perspective de découvrir à l'avenir de nombreux autres objets d'une taille pouvant faire d'eux des planètes.
Plus précisément, l'UAI définit une planète naine comme .
Initialement, trois planètes naines étaient désignées , auxquelles se sont ensuite ajoutées en 2008 Hauméa et Makémaké, ce qui porte à cinq le nombre d'objets reconnus comme planètes naines par l'UAI. Les objets connus les plus susceptibles d'être ajoutés à cette catégorie à l'avenir sont , Quaoar, Sedna et Orcus. Le nombre total de planètes naines dans le Système solaire est inconnu car vérifier si un corps est en équilibre hydrostatique nécessite au moins un survol par une sonde spatiale, ce qui n'a été le cas que pour Cérès et Pluton. De nombreux gros objets transneptuniens ont néanmoins des satellites naturels, ce qui permet de précisément déterminer leur masse et donc d'estimer leur densité.
Si la nécessité de distinguer les planètes et une autre catégorie d'objets incluant Pluton apparaît clairement depuis 2000 dans les travaux d'Alan Stern, Harold F. Levison, Steven Soter ou Jean-Luc Margot, de nombreux astronomes s'opposent au moins initialement à l'introduction de ce nouveau terme en raison de la perte du statut de planète pour Pluton.
Définition
Histoire du concept alt=Image de dessins sur un support jauni représentant de nombreuses orbites.|redresse=1.3|vignette|Carte du Système solaire datant de 1850 où de nombreux objets aujourd'hui considérés comme des astéroïdes sont listés en tant que planètes, dont (1) Cérès, (2) Pallas, (4) Vesta ou (10) Hygie.
À partir de 1801 et la découverte de (1) Cérès, les astronomes commencent à découvrir, dans des orbites entre Mars et Jupiter, de nombreux corps qui, pendant des décennies, sont considérés comme des planètes. Vers 1850, le nombre de « planètes » atteint 23 et les astronomes commencent à utiliser le mot « astéroïde » pour désigner les plus petits corps, puis cessent progressivement de les nommer ou de les classer comme planètes..
Lors de la découverte de Pluton en 1930, l'objet est directement considéré comme une nouvelle planète par les astronomes et il est alors dit que le Système solaire compte neuf planètes, auxquelles s'ajoutent les milliers de corps nettement plus petits (astéroïdes et comètes) découverts parallèlement. À l'origine, il est pensé que Pluton est largement plus grande et massive que la Terre... Cependant, l'amélioration des outils d'observation puis la découverte en 1978 de Charon, le plus grand satellite de Pluton, permettent de mesurer bien plus précisément la masse de Pluton et de déterminer qu'elle est en réalité beaucoup plus petite qu'initialement estimé.... Bien qu'elle soit plus de dix fois plus massive que le plus grand objet de la ceinture d'astéroïdes, Cérès, elle, ne représente qu'un cinquième de la masse de la Lune, le satellite de la Terre... De plus, Pluton possède certaines caractéristiques inhabituelles par rapport aux autres planètes connues, comme une grande excentricité orbitale et une forte inclinaison orbitale., et il devient évident qu'il s'agit d'un type de corps différent des huit autres planètes.
À partir des années 1990, les astronomes découvrent de nouveaux objets dans la même région de l'espace que Pluton, maintenant connue sous le nom de ceinture de Kuiper, et certains encore plus éloignés.. Beaucoup parmi ces objets partagent plusieurs des caractéristiques orbitales clefs de Pluton, et cette dernière commence à être considérée comme le plus grand membre d'une nouvelle classe d'objets, les plutinos. Ainsi, certains astronomes commencent à plaider pour que les plus grands de ces corps soient également classés comme des planètes, ou que Pluton soit reclassé, tout comme Cérès l'avait été après la découverte d'autres astéroïdes.. Plusieurs termes, comme sous-planète ou planétoïde, sont introduits pour les corps désormais connus sous le nom de planètes naines, dont Pluton... Les astronomes sont également convaincus que d'autres objets aussi grands que Pluton viendront à être découverts dans les années qui suivent, et que le nombre de planètes augmentera rapidement si Pluton reste classée comme une planète.. En 1996, Larry W. Esposito déclare notamment : Ces discussions commencent à faire émerger le fait que le terme n'a jamais été clairement défini.
En , la découverte de (90377) Sedna est annoncée et constitue un premier élément déclencheur du fait de son diamètre estimé à environ . L'Union astronomique internationale (UAI) crée rapidement un comité de présidé par Iwan Williams afin d'aboutir à une définition d'une planète. Cependant, tous ont un avis différent souvent déjà tranché et ne se rencontrent jamais en personne, ce qui implique que cette première procédure est un échec. Éris, longtemps connue par sa désignation provisoire , est ensuite découverte en .. Lors de l'annonce de son existence en , précipitée par la controverse liée à la découverte de Hauméa, il est pensé qu'elle est légèrement plus grande que Pluton et certains rapports, les médias ou ses découvreurs la désignent directement comme la « dixième planète ».... Cependant, la commission présidée par Iwan Williams rend son dernier rapport quelques mois plus tard en et celui-ci ne contient aucune proposition de recommandation unanime.
vignette|Vote lors de l'assemblée générale de l'UAI le au sujet de la définition des planètes.|alt=Photographie d'un amphithéâtre où de nombreuses personnes votent en levant la main avec un carton coloré. Comme la procédure avec une vingtaine d'astronomes n'a pas abouti et que les considérations culturelles ainsi qu'historiques sont si importantes, l'UAI décide début 2006 dans le secret de déléguer la décision à un nouveau comité plus restreint et non uniquement constitué d'astronomes. Ce comité, composé de sept personnes , a comme instructions d'aboutir à une définition pour , en vue de la réunion annuelle de l'UAI en août. S'ils parviennent à se mettre d'accord sur la résolution le , elle reste cependant secrète pour éviter de relancer un débat houleux dans les médias au sujet du statut de Pluton d'ici là et le premier communiqué de presse n'est publié que le .
Dans la première proposition, un modèle à douze planètes est présenté avec l’ajout de Cérès, Éris et Charon (devenant donc une planète binaire avec Pluton) par rapport à celles déjà reconnues. La définition d’une planète repose alors sur son caractère sphérique, chose notamment défendue par Alan Stern, mais implique que le nombre de planètes pourrait croître rapidement avec les progrès de l’observation spatiale, les objets en équilibre hydrostatique connus étant alors déjà estimés à une cinquantaine par Mike Brown.
Cependant, Owen Gingerich propose dans la continuité de séparer les huit planètes « classiques » des « naines », concédant aux que les planètes naines transneptuniennes pourraient être nommées d’après l’astre. D’autres planétologues ne sont pas d’accord avec une définition permettant une inflation rapide du nombre de planètes, suggérant que les facteurs dynamiques et l’environnement de l’objet devaient être considérés. Ainsi, le , Julio Ángel Fernández et Gonzalo Tancredi présentent une contre-proposition qui, suite à de nombreux remaniements et votes par les centaines d’astronomes présents lors des jours suivants, aboutit à la définition finale..
Critères qualifiant une planète naine
vignette|upright=1.5|Diagramme d'Euler des corps du Système solaire.|alt=Des cadres colorés sont imbriqués pour représenter les concepts de planète, planète naine, satellite, et. L'Union astronomique internationale, organisation chargée de la nomenclature astronomique, définit précisément un système avec trois catégories de corps célestes dans sa résolution adoptée le .. Dans celle-ci, elle explicite :
Par ailleurs, la résolution , adoptée simultanément, précise que
Une nouvelle sous-catégorie des « plutoïdes », correspondant en pratique aux planètes naines transneptuniennes, est officiellement créée par l'UAI lors d'une réunion de son comité exécutif à Oslo le ... Selon la définition de l'UAI :
En marge de cette classification, les autres termes tels qu'astéroïde ou objet classique de la ceinture de Kuiper (cubewano) continuent à s'appliquer. Ces termes reposent sur la situation de l'objet dans le Système solaire ou sur sa composition, indépendamment de la nomenclature des planètes naines.
Procédure de nommage vignette|Logo de l'Union astronomique internationale (UAI).|alt=Un IAU noir devant un UAI en blanc. L'Union astronomique internationale n'a jamais établi de processus pour désigner les objets limites, laissant ces jugements aux astronomes. Cependant elle crée par la suite, parallèlement à l'introduction du terme de plutoïde en , des directives selon lesquelles un comité de l'UAI superviserait la dénomination d'éventuelles planètes naines parmi les objets considérés comme ayant la plus grande probabilité d'en être, ceux-ci recevant donc un traitement séparé. Plus précisément, ces objets sont ceux dont la magnitude absolue (H) est inférieure à +1 (et donc d'un diamètre minimum de correspondant à un albédo géométrique de 1.) et qui sont pris en charge par deux comités de nommage, celui qui s'occupe des planètes mineures et celui qui s'occupe des planètes. Une fois nommés, ces objets sont déclarés planètes naines et plutoïdes, si leur orbite est supérieure à celle de Neptune.
Seuls Makémaké et Hauméa sont passés par cette procédure de nommage en tant que planètes naines présumées. Aucun autre objet ne respecte actuellement le critère d'une magnitude absolue inférieure à 1. À titre d'exemple, Sedna, et Orcus sont les trois objets présentant une magnitude absolue la plus proche, avec des valeurs de 1,5, 2,0 et 2,3, respectivement.. Tous les autres corps, d'une magnitude absolue supérieure à 1, sont nommés seulement par le comité chargé des planètes mineures et l'UAI n'a pas indiqué comment ou si ces objets seraient acceptés comme planètes naines..
Ainsi, seuls cinq corps sont communément présentés comme les planètes naines du système solaire par les autorités de dénomination : les trois à l'étude en 2006 (Pluton, Cérès et Éris) et les deux nommés en 2008 (Hauméa et Makémaké). Cependant, seul Pluton a été observé de manière suffisamment détaillée pour vérifier que sa forme actuelle correspond à ce que l'on attendrait d'un équilibre hydrostatique. Cérès est proche de l'équilibre, mais certaines anomalies gravitationnelles restent inexpliquées..
D'autres auteurs qualifient parfois d'autres objets de planètes naines sans que cela soit reconnu par l'UAI. Par exemple, le Jet Propulsion Laboratory qualifie (225088) Gonggong de planète naine après des observations en 2016.. Par ailleurs, des préoccupations ont été soulevées concernant la classification des planètes en orbite autour d'autres étoiles, mais la question n'a pas été résolue.. Il a plutôt été proposé de ne décider de cela que lorsque des objets de la taille d'une planète naine commenceront à être observés dans d'autres systèmes planétaires, le terme restant étant aujourd'hui encore réservé au Système solaire.
Caractéristiques Dominance orbitale
+ Discriminants planétaires Objet M/MRapport sur la masse terrestre M, valant .