Les objets trans-neptuniens : taille et masse

Les objets trans-neptuniens étant éloignés et de faible luminosité, il n’est pas aisé d’en déduire leurs caractéristiques physiques comme la taille ou la masse. Néanmoins, certains objets trans-neptuniens possèdent un ou plusieurs satellites. C’est, par exemple, le cas d'Eris qui possède un satellite, Dysnomie, et de Pluton autour duquel gravitent au moins 5 satellites. Si la période de révolution et le rayon de l’orbite des satellites sont mesurés, alors la masse du système peut être calculée grâce à la troisième loi de Kepler. Ainsi les masses d'Eris et de Pluton sont de 1.67 × 10²² kg et de 1.31 × 10²² kg. On remarquera que Eris est légèrement plus massif que Pluton.

Comme pour la masse, la mesure des diamètres des objets trans-neptuniens peut être délicate. Pour des objets dont l’orbite est bien connue, la méthode la plus précise pour mesurer la taille est l’occultation stellaire. Lors d’une occultation stellaire, l’objet étudié passe devant l’étoile et projette une ombre à la surface de la Terre. La mesure de la durée de l’occultation en différents points à la surface de la Terre permet alors de calculer le diamètre de l’objet occultant de manière relativement précise. Les rayons de Pluton et d'Eris sont actuellement estimés à 1153 ± 10 km et 1163 ± 6 km.

Connaissant la taille et la masse, la densité moyenne de ces objets est immédiatement déduite. La valeur de la densité moyenne renseigne sur la composition globale de ces objets. La densité volumique d'Eris étant d’environ 2.5 g.cm^-3, celui-ci doit être composé majoritairement de roches. D’autre part, connaissant la taille et la magnitude, l’albédo peut aussi être estimé rapidement. Ainsi Eris possède un albédo de 0.96, ce qui fait d'Eris un des objets les plus réfléchissants du système solaire et qui indique la présence possible de glaces à la surface.

On notera que les occultations stellaires peuvent aussi révéler la présence d’atmosphère. Ainsi, Pluton est entouré d’une faible atmosphère dont la pression à la surface est estimée entre 6 et 24 microbars.