Cérès

Cérès vue depuis le télescope spatial Hubble (ACS). Les contrastes ont été augmentés afin de révéler les détails de la surface.

Caractéristiques orbitales
Époque 26 novembre 2005
(JJ 2453700.5)¹

Demi-grand axe	414,703838×106 km2 (2,765956424 ua)
Aphélie	447,838164×106 km (2,987 ua)
Périhélie	381,419582×106 km (2,544 ua)
Excentricité	0,079760172
Période de révolution	1 679,819 j (4,599 a)
Vitesse orbitalemoyenne	17,882 km/s
Inclinaison	10,586712°2
Nœud ascendant	80,40696°2
Argument du périhélie	73,15073°2
Anomalie moyenne	108,509°
Catégorie	Ceinture d'astéroïdes

Caractéristiques physiques

Rayon équatorial	487.3 ± 1.8 km3
Rayon polaire	454.7 ± 1.6 km3
Aplatissement	0.067 ± 0.0054
Masse	9,46 ± 0,04×1020 kg5,6
Masse volumique	2 077 ± 36 kg/m33
Gravité équatoriale à la surface	0,27 m/s27
Vitesse de libération	0,51 km/s7
Période de rotation	0,3781 j8 (9 h 4 min 27 s)
Ascension droite du pôle nord	19 h 24 min 291°3
Déclinaison du pôle nord	59°3
Inclinaison de l'axe	environ 3°3
Classification spectrale	C9
Magnitude absolue	3,36 ± 0,0210
Albédo	0,090 ± 0,003310
Température	~167 (moy) - ~239 (max)K11

Découverte

Découvreur	Giuseppe Piazzi
Date	1er janvier 1801
Désignation	A899 OF, 1943 XB

Cérès, également désignée par (1) Cérès, est la plus petite planète naine connue du système solaire et la seule située dans laceinture d'astéroïdes. Elle fut découverte le 1^er janvier 1801 par Giuseppe Piazzi¹² et porte le nom de la déesse romaine Cérès.

Avec un diamètre d'environ 950 km, Cérès est le plus grand et le plus massif objet de la ceinture d'astéroïdes, située entre les orbites des planètes Mars et Jupiter⁶. Elle contribue pour le tiers de la masse totale de la ceinture⁶. Des observations récentes ont révélé qu'elle possède une forme sphérique, à la différence des formes irrégulières des corps plus petits¹⁰. Sa surface est probablement composée d'un mélange de glace d'eau et de divers hydrates minéraux comme les carbonates ou l'argile⁹. Il semble que Cérès possède un noyau rocheux et un manteau de glace³. Elle pourrait héberger un océan d'eau liquide, ce qui en fait une piste possible pour la recherche de vie extraterrestre¹³. Cérès pourrait être entourée d'une atmosphère ténue contenant de la vapeur d'eau¹⁴.

La magnitude apparente de Cérès évolue entre 6,7 et 9,3, trop faible pour être visible à l'œil nu¹⁵. Le 27 septembre 2007, la sonde spatiale Dawn de la NASA a été lancée afin de l'explorer. Elle est déjà passé près de l'astéroïde Vesta et arrivera à destination en2015¹⁶.

Cérès dans l'histoire de l'astronomie

Couverture du livre de Piazzi « Della scoperta del nuovo pianeta Cerere Ferdinandea » donnant un aperçu de la découverte de Cérès.

L'idée selon laquelle une planète inconnue puisse exister entre les orbites de Mars et Jupiter fut proposée pour la première fois par Johann Elert Bode en 1768¹². Ses suggestions étaient basées sur la loi de Titius-Bode, une théorie désormais obsolète proposée par Johann Daniel Titius en 1766^17,12. Selon cette loi, le demi-grand axe de cette planète aurait été d'environ 2,8 ua¹⁷. La découverte d'Uranus par William Herschel en 1781¹² accrut la confiance dans la loi de Titius-Bode et, en 1800, vingt-quatre astronomes expérimentés combinèrent leurs efforts et entreprirent une recherche méthodique de la planète proposée^12,17. Le groupe était dirigé par Franz Xaver von Zach. Bien qu'ils ne découvrissent pas Cérès, ils trouvèrent néanmoins plusieurs autresastéroïdes¹⁷.

Cérès fut observé pour la première fois le 1^er janvier 1801 par Giuseppe Piazzi, alors directeur de l'observatoire de Palerme en Sicile. Cérès fut découvert par accident. Piazzi cherchait à observer une étoile listée par Francis Wollaston sous le nom de Mayer 87 et qu'il ne trouvait pas à la position indiquée dans le catalogue zodiacal de Mayer (il s'avéra par la suite qu'il s'agissait en fait de Lacaille 87)¹². À la place, il observa un objet se déplaçant sur la voûte céleste, qu'il prit d'abord pour une comète¹⁸.

Piazzi observa Cérès 24 fois, la dernière fois le 11 février. Le 24 janvier 1801, Piazzi annonça sa découverte par des lettres à plusieurs collègues italiens, parmi lesquels Barnaba Oriani à Milan. Il la décrivit comme une comète, mais remarqua que « puisque son mouvement est lent et uniforme, il m'a semblé à plusieurs reprises qu'il pourrait s'agir de quelque chose de mieux qu'une comète¹². » En avril, Piazzi envoya ses observations complètes à Oriani, Bode et Lalande à Paris. Elles furent publiées dans l'édition de septembre 1801 du Monatliche Correspondenz¹⁸.

Peu après sa découverte, Cérès s'approcha trop près du Soleil et ne put être observé à nouveau ; les autres astronomes ne purent confirmer les observations de Piazzi avant la fin de l'année. Cependant, après une telle durée, il était difficile de prédire la position exacte de Cérès. Afin de retrouver l'astéroïde, Carl Friedrich Gauss développa une méthode de réduction d'orbite basée sur trois observations¹⁸. En l'espace de quelques semaines, il prédit celle de Cérès et communiqua ses résultats à Franz Xaver von Zach, éditeur du Monatliche Correspondenz. Le 31 décembre 1801, von Zach et Heinrich Olbers confirmèrent que Cérès avait été retrouvé près de la position prévue, validant ainsi la méthode¹⁸.

Dénomination

À l'origine, Piazzi suggéra d'appeler cet objet « Cérès Ferdinandéa » (en italien : Cerere Ferdinandea), d'après la déesse romaineCérès et le roi Ferdinand III de Sicile^12,18. Cérès était la déesse protectrice de la Sicile et Ferdinand III (qui devint Ferdinand I^er des Deux-Siciles en 1816) était son mécène, alors réfugié à Palerme car le royaume de Naples (dont il était également roi) avait été conquis par les armées françaises en 1798. Par la suite, pour des considérations diplomatiques, seule la première partie du nom fut conservée. Cérès fut également appelé Héra en Allemagne pendant une brève période¹⁹. En Grèce, elle est appelée Δήμητρα (Déméter), d'après le nom de la déesse grecque équivalente à Cérès.

La désignation des astéroïdes (population dont Cérès faisait partie avant d'être reclassifié comme planète naine) implique de donner aux corps dont l'orbite est connue avec certitude un numéro définitif. À Cérès, en tant que premier membre découvert de la ceinture d'astéroïdes, fut rétrospectivement attribué le numéro 1²⁰. Sa désignation scientifique officielle complète est donc (1) Cérès²¹, ou éventuellement 1 Cérès. Les premiers astéroïdes découverts possèdent un symbole astronomique et celui de Cérès est une faucille (), similaire au symbole de Vénus ()^18,22.

L'élément chimique cérium (numéro atomique 58) fut découvert en 1803 par Berzelius et Klaproth, travaillant indépendamment. Berzélius lui le nomma d'après l'astéroïde²³. Le palladiumfut également nommé d'après Cérès à l'origine, mais son découvreur changea son nom après que le Cérium eut son nom définitif²⁴; le palladium fait référence à un autre astéroïde,Pallas²⁵.

Statut

Photomontage illustrant les tailles respectives de la Terre (planète, à droite), de la Lune (gros satellite naturel, en haut à gauche) et de Cérès (astéroïde et planète naine, en bas à gauche).

La classification de Cérès a changé plus d'une fois et a été le sujet de controverses. Johann Elert Bode pensait que Cérès était la « planète manquante » dont il avait postulé l'existence entre Mars et Jupiter, à une distance de 2,8 UA du Soleil¹². Il lui fut attribué un symbole planétaire et Cérès demeura listé comme planète dans les livres et tables d'astronomie (avec Pallas, Junon et Vesta) pendant un demi-siècle jusqu'à ce que d'autres astéroïdes soient découverts^12,18.

Au fur et à mesure que de nombreux autres objets furent découverts dans la région, les astronomes réalisèrent que Cérès n'était que le premier d'une classe de corps similaires¹². Ils se révélèrent très petits, ne présentant aucun disque observable, et William Herschel inventa en 1802 le terme d'« astéroïde » (c'est-à-dire « ressemblant à une étoile ») afin de les désigner²⁶, écrivant qu'« ils ressemblent tellement à de petites étoiles qu'il est difficile de faire la différence, même avec de très bons télescopes »²⁷. Cérès étant le premier astéroïde découvert, il fut désigné par (1) Cérès dans le système moderne de numérotation des astéroïdes dans les années 1850²⁶.

En 2006, le débat concernant le statut de Pluton et la définition du terme planète a conduit à reconsidérer le statut de Cérès^28,29. L'une des propositions de définitions présentées devant l'Union astronomique internationale pour la définition d'une planète (un corps en équilibre hydrostatique en orbite autour d'une étoile et n'étant ni une étoile, ni un satellite d'une planète)³⁰ aurait fait de Cérès la cinquième planète à partir du Soleil³¹. Cette définition ne fut pas adoptée. La définition finale fut annoncée le 24 août 2006, ajoutant qu'une planète devait avoir « nettoyé son voisinage ». Cérès fut alors catégorisé comme planète naine³².