Sedna, la déesse Inuit de la mer

Un KBO inattendu

Dans une interview réalisée en 1988 à Kansas City, Clyde Tombaugh expliquait qu'après avoir recherché durant plus de 50 ans la "planète X", il était persuadé qu'elle existait : "La chasse, disait-il en suspend, devrait se poursuivre maintenant dans les régions sud du Verseau ou même de la Baleine. Fort heureusement, ces régions ne sont pas riches en étoiles et je pense qu'une telle recherche pourrait être mise sur pied".

Sans qu'il y ait une relation de cause à effet entre les propos tenus par Tombaught et la découverte de Sedna, le hasard fit que cet astre fut effectivement découvert dans la zone indiquée. Depuis cet événement, d'autres astres de taille équivalente et même plus gros furent découverts dont la 10eme planète du système solaire, un titre envié qui fut un temps usurpé par Sedna. Reportez-vous à la page suivante pour un rappel de la définition d'une planète qui n'est plus aussi simple que par le passé.

Une carte postale de Sedna imaginée par Adolf Schaller à la demande de la NASA et de l'ESA. A 113 UA, ici le Soleil ne brille que 100 fois plus que la Lune à la magnitude de -19.

Dans le cadre des programmes de recherche des KBO et autre NEO, le télescope Schmidt Samuel Oschin de 1.26m du mont Palomar - la fameuse Chambre de Schmidt de 48" - celle-là même qui permit de découvrir le Trans-Neptunien Quaoar, avait une fois encore été mise à profit. 

Le 14 novembre 2003, soit 3 semaines après la découverte officieuse de Eris, 2003 UB313, lors d'une série de clichés de routine, Michael Brown du Caltech à Pasadena, Chad Trujillo de l'Observatoire Gemini d'Hawaii et David Rabinowitz de l'Université de Yale découvrirent sur des images CCD prises à 1h30 d'intervalle avec l'immense caméra QUEST (champ de 3.6x4.6° !) un nouvel objet qui se déplaçait parmi les étoiles de la constellation de la Baleine. Ses coordonnées  équatoriales étaient au 6 mars 2004 (coord. 2000) : Asc.Dr. 3h13.58m, Décl. +5°43.4'. Il présentait une magnitude oscillant entre +20.5 et +22.2, un peu plus pâle donc que Quaoar (+18.6).

Image de Sedna réalisées le 14 novembre 2003 entre 6h32 et 9h38 TU au télescope Schmidt Samuel Oschin de 1.26m (48") du mont Palomar. Le champ de chaque image mesure 3.4'x3.4' et chaque pixel mesure 1". Cliquer sur la séquence pour l'agrandir. L'objet est de magnitude +20.5. Il se déplace chaque jour d'environ 2 secondes en ascension droite et 6 secondes en déclinaison à travers la constellation de la baleine (Asc.Dr. 3h13.58m, Décl. +5°43.4' au 6 mars 2004). Cliquer sur le document de droite pour lancer un agrandissement animé en pleine page (GIF de 549 KB). Documents Michael Brown et al.

Après calcul de sa masse, de sa vitesse et de son orbite, ils sont arrivés à la conclusion que ce petit corps qui n'occupait pas beaucoup plus d'un pixel sur l'image CCD, mesurait moins de 1700 km de diamètre, soit les 3/4 de la taille de Pluton et gravitait à 13 milliards de kilomètres ou 87 UA du Soleil, soit deux fois plus loin que Pluton, mais Sedna peut s'éloigner jusqu'à 900 U.A. du Soleil !

En l'espace de quelques jours l'objet catalogué 2003 VB12 fut également identifié en Arizona, à Hawaii, au Chili, ainsi qu'en Espagne. Le télescope spatiale Spitzer (anciennement appelé SIRTF) lancé en 2002 le découvrit également à l'endroit indiqué. Leur découverte collégiale fut aussitôt publiée dans les circulaires IAUC 8304 (accessible par souscription) et MPEC 2004-E45. Brown proposa de l'appeler Sedna par référence à la déesse Inuit qui vivait dans les profondeurs glacées de l'océan Arctique.

Position de Sedna dans le ciel le 6 mars 2004 et dimensions comparées à celles de la Lune et de la Terre. Cliquer sur les images pour les agrandir. Documents NASA/JPL-Caltech (H.Kline et R.Hurt) adaptés par l'auteur.

Depuis la découverte des premiers KBO par David Jewitt et Jane Luu en 1992, plus de 11000 objets ont été découverts parmi lesquels les célèbres Chaos en 1998 (WH24), Varuna en 2000 (WR106) et Quaoar en 2002 (LM60). Les astronomes s'attendaient donc à découvrir des dizaines de milliers d'autres objets beaucoup plus petits un jour ou l'autre.

Le Dr Robert Millis directeur de l'Observatoire Lowell pensait déjà en 2001 que « nous avons toutes les raisons de croire que des objets jusqu'à la taille des planètes, aussi grand ou plus grands que Pluton résident là-bas attendant d'être découvert. Jusqu'à ce que la Ceinture de Kuiper soit minutieusement explorée, nous ne pouvons pas prétendre connaître toute l'extension ou le contenu du système solaire ». Il ne croyait pas si bien dire... En raison de sa surface relativement brillante, à partir des mesures thermiques effectuées par le télescope spatiale Spitzer, les astronomes s'attendaient à ce que cet astre soit couvert d'eau glacée ou de méthane comme l'étaient Pluton et Charon. Mais des observations effectuées au télescope SMARTS de 1.3 m du Chili ont démontré qu'il s'agissait de l'un des objets les plus rouges du système solaire, mais d'un rouge moins prononcé que Mars.

Sedna est le seul représentant de sa population. Il s'agit d'un Trans-Plutonien, le seul actuellement à présenter de telles caractéristiques orbitales. A environ 100 U.A., notre étoile doit apparaître comme une tête d'épingle. Ici le Soleil ne brille que 100 fois plus que la Lune à la magnitude de -19.

A une telle distance la surface de Sedna est la plus froide du système solaire, avec des températures qui, selon le Dr Brown, ne dépassent jamais -240°C et pourraient même descendre jusque -280°C. Sa température moyenne doit certainement être plus froide encore car elle ne s'approche du Soleil que brièvement tous les 10500 ans. 

Sedna évolue sur une orbite similaire à celle des comètes, formant une ellipse excessivement excentrique qui ressemble à celle des objets issus de l'hypothétique Nuage de Oort. Mais Sedna se trouve à une distance 10 fois inférieure à celle estimée du Nuage de Oort comme indiqué dans les schémas présentés à gauche.

On estime qu'il gravite dans cette région suite à une perturbation gravitationnelle engendrée par une étoile passant près du Soleil aux premiers jours du système solaire. Selon Brown, cette étoile se serait rapprochée suffisamment près de la Terre pour briller plus que la pleine Lune et aurait été visible en pleine jour durant 20000 ans. Elle aurait délogé les comètes situées dans le Nuage de Oort conduisant à un intense bombardement cométaire qui aurait pu être à l'origine de la vie sur Terre. 

Orbite de Sedna dans le système solaire. Son origine cométaire dans le Nuage de Oort ne fait aucun doute. Document Spitzer.

Mais tout cela fait encore l'objet de spéculations. Pour savoir si cette théorie de la "panspermie" est envisageable, nous devons analyser les constituants d'autres comètes et comparer leurs éléments primordiaux avec ceux découverts sur les météorites tombés sur Terre et calculer les rapports isotopiques pour pouvoir nous prononcer sérieusement sur cette intéressante hypothèse.

En 2004, Rabinowitz présentait des indices indirects selon lesquels Sedna pouvait avoir une lune. On en fit même des lithographies telle celle présentée à droite.

Les chercheurs espéraient vérifier cette possibilité grâce au Télescope Spatial Hubble. Trujillo examina de son côté les chances de découvrir cette lune au moyen du plus grand télescope optique/infrarouge du monde, le télescope Gémini de 8 m installé sur le Mauna Kea à Hawaii.

Illustration de Sedna. Document T.Lombry.

Après plus d’un an de vaine recherche, la majorité des astronomes estiment aujourd’hui que Sedna n’a pas de satelllite. Toutefois la question reste ouverte.

Actuellement Sedna est au plus près du Soleil et ce pendant les 70 prochaines années, avant qu'elle ne commence son périple de 10500 ans dans les contrées les plus reculées et glaciales du système solaire.

Brown nous rappelle que la dernière fois que Sedna est passée près du Soleil, cela remontait à l'époque glaciaire. La prochaine fois qu'elle repassera, le monde pourrait avoir à nouveau un tout autre visage...

Sedna et l'amateur

Aussi étonnant que cela soit, Sedna est accessible aux amateurs expérimentés équipés de moyens CCD et de télescopes offrant un court rapport focal pour accroître la luminosité et réduire le temps d'exposition.

Avec une magnitude voisine de 21.1 en 2004, il ne faut hélas pas espérer l'enregistrer tel un astéroïde brillant bien discernable parmi les étoiles... Sedna ne sera même pas visible à l'oculaire car rappelons que même un télescope de 400 mm d'ouverture ne dépasse pas la magnitude visuelle 16 dans de bonnes conditions d'observation. Seule des photographies à longue poses peuvent donc espérer enregistrer cette petite planète perdue aux confins du système solaire. Mais le défi en vaut la peine.

En fait sa trace est beaucoup plus pâle que celle de la plupart des astéroïdes connus. Elle ne sera visible qu'après traitement, et sera à peine discernable devant le fond du ciel. Attendez-vous donc à devoir analyser vos images en haute résolution et en connaissant au préalable exactement la position de Sedna parmi les étoiles.

Vous pouvez tenter de l'enregistrer avec un télescope d'au moins 200 mm d'ouverture et rapide (Newtonien court, Astrographe ou chambre de Schmidt de 200 mm, Mv limite 14, Mph.19 en environ 10 minutes à f/5) en effectuant plusieurs prises de vue CCD d'une heure environ chacune, le capteur CCD refroidit à -20°C minimum, et en compositant quelques dizaines d'images individuelles. Avec un télescope court de 410 mm d'ouverture vos chances augmentent et une heure de pose compositée (60x 1 minute) permettent de l'enregistrer, telle qu'en témoigne la photographie ci-jointe réalisée par le professeur d'astrophysique Eric J. Allen durant ses loisirs avec le télescope de 410 mm f/4.4 de l'observatoire du Cégep au Québec. Les coordonnées (J.2000.0) de Sedna calculées par le JPL ce jour là étaient : Asc.Dr. 03h18m23.46s, Décl. +05°51'42.9".

Le champ de Sedna et de l'astéroïde 2161 Grissom enregistré le 13 octobre 2004 vers 7h TU par Eric J. Allen. Composite de 60 images d'une minute chacune enregistrées au foyer du télescope Newton-Cassegrain de 410 mm f/4.4 équipé d'une caméra CCD SBIG ST-9E (binning 1x1, -20°C) installé à l'Observatoire du Cégep au Québec. A son insu, Eric a également photographié un nouvel astéroïde à la magnitude 18.5 qui sera baptisé 2004 TM16. Il détermina la position de Sedna et Grissom au moyen du programme TheSky et des éphémérides du MPC et du HOP.

Eric J.Allen qui est également astronome amateur utilisa une caméra CCD SBIG ST-9E refroidie à -20°C afin de ne pas noyer la signature de Sedna avec le bruit électronique de la caméra CCD. Cette caméra est tellement sensible qu'elle peut enregistrer la nébuleuse M57 de la Lyre en une fraction de seconde. Elle enregistre tellement d'étoiles qu'un catalogue de référence ordinaire ne suffit pas. Seul le catalogue stellaire USNO-B1.0 (successeur du USNO-A2.0, et répertoriant environ un milliard d'étoiles jusqu'à la magnitude 21) disponible sur CD-ROM ou sur Internet permet d'identifier avec certitude les objets les plus faibles. Ce catalogue est proposé avec divers programmes dont Star Atlas Pro et des logiciels astrométriques spécialisés tel PIXY, deux produits qui sont dans ce cas-ici très utiles pour identifier toutes les étoiles du champ.

Si vous recherchez Sedna dans les éphémérides en ligne (celles du JPL ou du MPC par exemple), sachez qu'il peut être appelé de différentes manières : Sedna, 90377 Sedna ou encore 2003 VB12. La plupart des bases de données le liste uniquement parmi les petites planètes (astéroïdes).

Si vous désirez photographier Sedna sur film hypersensibilisé, il faudra compter sur un très long temps d'exposition dans un site bénéficiant d'excellentes conditions d'observation (brillante du fond du ciel voisine de la magnitude 20). A titre de comparaison, un télescope de 254 mm f/5 n'atteint que la magnitude 17.6 en 15 minutes de pose. Une chambre de Schmidt (f/1.5) pourrait améliorer les choses en réduisant le temps de pose d'un facteur 10, mais comparée à la solution CCD, la méthode argentique est presque vouée à l'échec.

Enfin, pour faciliter la comparaison avec l'image présentée ci-dessus, voici le champ visuel centré sur Sedna en octobre 2004 à la résolution de 10'x10' tel qu'enregistré par le Digital Sky Survey (DSS) et tel qu'il est présenté dans le catalogue USNO-B1.0 à la résolution de 15'x15', bien sûr en l'absence de Sedna.

Pour plus d'information

Circulaire MPEC 2004-E45

Ephémérides de Sedna (JPL)

CADC's Digital Sky Survey (POSS2)

The STScI Digitized Sky Survey (POSS2)

USNO-B1.0

Minor Planet Checker

Hierarchial Observing Protocal for Asteroids

Jet Propulsion Laboratory (JPL)

Spitzer Space Telescope

Observatoire du Cégep

Star Atlas Pro

PIXY

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