(1) Cérès (désignation internationale (1) Ceres) est un astéroïde et une planète naine du Système solaire. C'est la seule planète naine située dans la ceinture d'astéroïdes, dont elle constitue environ un tiers de la masse totale. Son diamètre est d'environ 950 kilomètres.
Elle est découverte le 1er janvier 1801 par Giuseppe Piazzi et porte le nom de la déesse romaine Cérès. Avec une magnitude apparente qui évolue entre 6,7 et 9,3 dans le spectre visible, Cérès n'est pas observable à l'œil nu.
Elle possède une forme sphérique, à la différence des corps plus petits, qui ont une forme irrégulière. Sa surface est probablement composée d'un mélange de glace d'eau et de divers minéraux hydratés (notamment des carbonates et de l'argile), et de la matière organique a été décelée. Il semble que Cérès possède un noyau rocheux et un manteau de glace. Elle pourrait héberger un océan d'eau liquide, ce qui fait d'elle une cible pour la recherche de vie extraterrestre. Cérès est entourée d'une atmosphère ténue, contenant de la vapeur d'eau et alimentée par des geysers.
En 2007, la sonde spatiale Dawn de la NASA est lancée afin de l'explorer. Après avoir étudié l'astéroïde Vesta en 2011-2012, elle est dirigée vers Cérès, autour de laquelle elle est placée sur une orbite de rayon 61 000 kilomètres le 6 mars 2015. Son orbite est ensuite abaissée successivement pour fournir des observations plus précises, puis son carburant s'est épuisé le 31 octobre 2018, et Dawn est depuis un satellite passif de Cérès.
Cérès dans l'histoire de l'astronomie
L'idée selon laquelle une planète inconnue pourrait exister entre les orbites de Mars et Jupiter fut proposée pour la première fois par Johann Elert Bode en 1768. Ses suggestions étaient basées sur la loi de Titius-Bode, une théorie désormais obsolète proposée par Johann Daniel Titius en 1766. Selon cette loi, le demi-grand axe de cette planète aurait été d'environ 2,8 ua. La découverte d'Uranus par William Herschel en 1781 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. Le groupe était dirigé par Franz Xaver von Zach. Bien qu'ils n'aient pas découvert Cérès, ils trouvèrent néanmoins plusieurs autres astéroïdes.
Cérès fut observée pour la première fois le 1er janvier 1801 par Giuseppe Piazzi, alors directeur de l'observatoire astronomique de Palerme en Sicile. Piazzi découvrit Cérès par accident, alors qu'il cherchait à observer la 87e étoile du Catalogue d'étoiles zodiacales de Nicolas-Louis de Lacaille. À la place de cette étoile, aujourd'hui identifiée à HR 1110, Piazzi observa un objet se déplaçant sur la voûte céleste, qu'il prit d'abord pour une comète.
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 comète. » 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 Correspondenz.
Peu après sa découverte, Cérès s'approcha trop près du Soleil dans le champ de vision terrestre, et ne put être observée 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 déduction de l'orbite basée sur trois observations. 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 retrouvée près de la position prévue, validant ainsi la méthode.
À l'origine, Piazzi suggéra d'appeler cet objet « Cérès Ferdinandéa » (en italien : Cerere Ferdinandea), d'après la déesse romaine Cérès et le roi Ferdinand III de Sicile. Cérès était la déesse protectrice de la Sicile et Ferdinand III (qui devint Ferdinand Ier 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 période. En Grèce, elle est appelée Δήμητρα (Dḗmētra, Déméter), d'après le nom en grec moderne de la déesse grecque équivalente à Cérès. Lorsque le nom « Déméter » fut attribué à son tour à l'astéroïde (1108) Déméter, cela créa un problème dans la langue grecque, qui fut résolu en utilisant le nom en grec ancien pour le nouvel objet : Δημήτηρ / Dēmḗter.
La désignation des planètes mineures 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 1. Sa désignation scientifique officielle complète est donc (1) Cérès, ou éventuellement 1 Cérès. Les premiers astéroïdes découverts possèdent un symbole astronomique et celui de Cérès est un arc de cercle avec une croix pointant vers le bas et représentant une faucille, rappelant le fait qu'elle tire son nom de celui d'une déesse de l'agriculture : . En codage informatique des caractères, ce symbole est présent dans la table Symboles divers du standard Unicode au code 26B3 (⚳) depuis mars 2008 (Unicode 5.1.0).
L'élément chimique cérium (numéro atomique 58) fut découvert en 1803 par Berzelius et Klaproth, travaillant indépendamment. Berzelius le nomma d'après l'astéroïde. Le palladium fut également nommé d'après Cérès à l'origine, mais son découvreur changea son nom après que le cérium eut son nom définitif ; le palladium fait référence à un autre astéroïde, Pallas.
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 Soleil. 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.
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 similaires. 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 désigner, écrivant qu'« ils ressemblent tellement à de petites étoiles qu'il est difficile de faire la différence, même avec de très bons télescopes ». Cérès étant le premier astéroïde découvert, il fut désigné par (1) Cérès dans le système moderne de numérotation des astéroïdes dans les années 1850.
En 2006, le débat concernant le statut de Pluton et la définition du terme planète conduisit à reconsidérer le statut de Cérès. 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) aurait fait de Cérès la cinquième planète à partir du Soleil. 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 naine.
Les observations de la sonde Dawn suggèrent que Cérès s'est formée au-delà de Neptune il y a 4,57 milliards d'années avant d'être éjectée de son orbite primordiale par la Grande Migration planétaire pour se stabiliser dans la ceinture d'astéroïdes. Dans la ceinture d'astéroïdes, Pallas et Vesta pourraient également être d'anciennes protoplanètes mais ne possèdent pas une forme sphérique — dans le cas de Vesta, cette difformité pourrait être principalement due à un impact majeur après son accrétion. Il se peut que (243) Ida, un autre corps de la ceinture d'astéroïdes, ait une origine identique[réf. nécessaire].