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EDGEWORTH-KUIPER CEINTURE D'

Origine de la ceinture d’Edgeworth-Kuiper

Une comparaison de la distribution des orbites des objets observés avec la distribution des orbites dont les simulations suggèrent qu'elles sont stables sur des temps de l'ordre de l'âge du système solaire a été effectuée. Cette comparaison a permis d'établir qu'une région comprise entre 36 et 40 ua du Soleil et dans laquelle les orbites ont une excentricité inférieure à 0,05 est très stable. De plus, au-delà de 42 ua environ, la ceinture d’Edgeworth-Kuiper devrait former un disque « froid », c'est-à-dire un disque dans lequel les objets sont sur des orbites dont l'excentricité et l'inclinaison sont proches de zéro, de telle sorte que les comètes ne se croisent pas. Selon les théories admises, développées par Ivan Nikolaïevitch Ziglina et Viktor Sergueïevitch Safronov en 1976, les planétésimaux ont en effet dû se former ainsi et, à ces distances, les perturbations planétaires devaient être trop faibles pour avoir réchauffé le disque ou, en d'autres termes, pour avoir augmenté les excentricités et les inclinaisons des orbites des corps évoluant dans cette région. Or les corps observés ont précisément des orbites dont les valeurs de l'excentricité et de l'inclinaison sont élevées, ce qui suggère qu'ils ont subi une excitation.

Un autre problème vient du fait que, comme nous le verrons plus loin, les estimations statistiques du nombre d'objets en fonction de leur taille, calculées notamment par Paul R. Weissman et Harold F. Levison en 1996, suggèrent que la masse totale de la ceinture atteint quelques dixièmes de masse terrestre (de l'ordre de 30 %). Or cette valeur, pourtant compatible avec l'absence de perturbations gravitationnelles exercées par la ceinture sur Neptune et Pluton ainsi que sur les sondes spatiales qui la traversent, reste cent fois inférieure à la masse primordiale supposée dans cette région de la nébuleuse primitive. Une telle masse est nécessaire pour éviter l'existence d'une chute brutale de densité au-delà de Neptune.

Cependant, les modèles d'évolution collisionnelle suggèrent que les collisions qui se sont produites jusqu'à présent entre les objets de Kuiper ne sont pas suffisantes pour avoir provoqué une diminution aussi importante de la masse de la ceinture d’Edgeworth-Kuiper, et qu'un mécanisme dynamique est nécessaire pour exciter les excentricités des orbites de ces objets afin de renforcer le rôle des collisions et d'éjecter dans des régions instables de la ceinture une fraction conséquente de corps. L'éjection d'une fraction importante d'objets non seulement réduirait la masse de la ceinture par un facteur correspondant, mais éliminerait aussi statistiquement les quelques corps massifs qui ne pourraient pas être détruits à l'issue des collisions. Par exemple, un mécanisme dynamique éjectant 90 % des corps laisserait statistiquement dans la ceinture seulement un corps de la taille de Pluton sur dix, de telle sorte que, les plus petits corps pouvant être réduits lors de leurs évolutions collisionnelles, le facteur final de déficit en masse serait bien supérieur à 90 %. Le problème se résume alors à trouver un tel mécanisme dynamique d'éjection.

Certaines théories sur la formation du système solaire suggèrent que Neptune s'est en fait formé plus près du Soleil que sa distance actuelle. Ainsi, pendant qu'il accrétait de la matière, le proto-Neptune aurait subi un grand nombre de rencontres proches avec des planétésimaux voisins. Il en aurait éjecté certains vers l'extérieur, comme ceux qui auraient été placés dans le nuage de Oort, et en aurait déplacé d'autres vers l'intérieur du système solaire. D'après les simulations, ces derniers seraient majoritaires, de sorte que, pour compenser ce transfert de masse vers l'intérieur, Neptune[...]

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Écrit par

  • : astrophysicien, directeur de recherche au CNRS, responsable de l'équipe TOP (Théories et observations en planétologie) du laboratoire Lagrange de l'Observatoire de la Côte d'Azur, responsable scientifique de la mission Hera de l'ESA

Classification

Pour citer cet article

Patrick MICHEL. EDGEWORTH-KUIPER CEINTURE D' [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Sedna - crédits : NASA

Sedna

Trajectoire apparente de Sedna - crédits : ESA and M. Brown (Caltech/ NASA)

Trajectoire apparente de Sedna

Autres références

  • COMÈTES

    • Écrit par Myriam DÉTRUY
    • 4 347 mots
    • 7 médias
    Les comètes que l’on connaît se sont formées en deux endroits situés aux confins du système solaire : la ceinture de Kuiper et le nuage de Oort. La première est un anneau situé au-delà de l'orbite de Neptune, qui s'étend sur 20 unités astronomiques. La ceinture de Kuiper est non seulement un...
  • NEUVIÈME PLANÈTE

    • Écrit par Jacques LASKAR
    • 1 535 mots
    • 3 médias
    ...planète, et de forte excentricité (orbite très elliptique), avec un demi-grand axe de l’ordre de 700 ua pourrait expliquer la distribution singulière des objets de Kuiper lointains. Selon leur hypothèse, après la phase de formation initiale du système solaire, il subsisterait un ensemble d’objets de Kuiper...
  • NEW HORIZONS, mission

    • Écrit par Bernard SCHMITT
    • 2 761 mots
    • 5 médias

    New Horizons est une sonde spatiale d’exploration du système plutonien (Pluton et ses satellites) ainsi que d’un ou plusieurs autres objets de la ceinture de Kuiper (région située au-delà de l'orbite de Neptune et qui contient des dizaines de milliers de corps glacés). Elle a été lancée en 2006...

  • SYSTÈME SOLAIRE

    • Écrit par Arnaud CASSAN
    • 8 101 mots
    • 8 médias
    Au-delà de l’orbite de Neptune existe une importante population de plus petits corps dits objets « transneptuniens » ou « objets de Kuiper », composant la ceinture d’Edgeworth-Kuiper. Cette dernière contient un grand nombre d’objets, dont Pluton, historiquement le premier représentant de...

Voir aussi