EDGEWORTH-KUIPER CEINTURE DE

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En 1992, la découverte du premier objet transneptunien par les astronomes David C. Jewitt et Jane X. Luu a fait resurgir l'idée, avancée indépendamment par Kenneth E. Edgeworth en 1949 et Gerard P. Kuiper en 1951, de l'existence d'une ceinture de comètes évoluant sur des orbites quasi circulaires au-delà de l'orbite de Neptune. Depuis lors, les découvertes de tels petits corps se sont succédé : en 2007, plus d'un millier de ces objets avaient été répertoriés.

Cette confirmation de l'existence de la ceinture de Edgeworth-Kuiper modifie radicalement notre conception de la structure du système solaire externe et entraîne de nombreuses conséquences sur la formation de celui-ci et sur l'origine des comètes dites de la famille de Jupiter. De plus, la découverte d'objets partageant les mêmes caractéristiques orbitales que Pluton – dont l'orbite recoupe celle de Neptune (cf. pluton [astronomie]) –, et appelés pour cette raison des « plutinos », a remis en cause le statut de Pluton, qui a été déchu de son rang de planète en 2006.

Découverte et structure observée de la ceinture de Edgeworth-Kuiper

Contrairement au nuage de Oort, la ceinture de Edgeworth-Kuiper était encore un édifice purement théorique à la fin des années 1980. En effet, bien que le nuage de Oort ne puisse pas être « vu » dans le sens usuel du terme, des comètes sont observées directement qui proviennent de ce nuage. Les modèles dynamiques montrent aussi qu'un nuage distant est la seule explication logique de l'origine de ces comètes. À l'inverse, de nombreux astronomes étaient bien plus réticents à l'idée de l'existence de la ceinture de Edgeworth-Kuiper, qui reposait seulement sur une conjecture : pour eux, en effet, les comètes devaient alors évoluer de manière considérable pour atteindre le système solaire interne et devenir visibles.

Pourtant, l'idée d'une telle ceinture, d'abord proposée par Kenneth E. Edgeworth en 1949, avait ensuite été reprise par Gerard P. Kuiper en 1951. Elle lui fut d'ailleurs attribuée par la communauté astronomique, qui avait oublié l'article de Edgeworth, et les objets constituant la ceinture conservent encore l'appellation d'objets de Kuiper. Le concept d'une population transneptunienne avait en fait été introduit pour combler le vide apparent dans le système solaire externe, Kuiper ne voyant aucune raison à un arrêt brutal de l'accrétion au-delà de l'orbite de Neptune. Selon sa conception, le système planétaire s'est formé par coagulation dans un disque de gaz et de poussière gravitant autour du Soleil. À proximité du bord externe du disque, le matériau poussiéreux et glacé s'est condensé en « planétésimaux » de taille cométaire qui se sont ensuite agglomérés pour former les cœurs des planètes externes. La formation des planètes se serait alors interrompue à la distance de Neptune parce qu'au-delà de celle-ci la faible densité du disque se combine à des périodes orbitales progressivement plus longues, ce qui empêche la formation de corps de taille planétaire sur une échelle de temps raisonnable, c'est-à-dire de quelques dizaines de millions d'années. Mais cela n'interdit pas l'existence d'un disque de planétésimaux glacés qui s'étendrait au-delà des planètes externes et qui pourrait encore subsister de nos jours. Ce disque de planétésimaux glacés et partiellement agglomérés, baptisé maintenant ceinture de Edgeworth-Kuiper, était présumé s'étendre dans la région située entre 40 et 100 unités astronomiques (ua) du Soleil (1 ua = distance moyenne Terre-Soleil), juste au-delà de Neptune. Kuiper estimait que son disque de corps glacés devait être d'une masse totale comparable à celle des cœurs de Neptune et d'Uranus, soit quelques dizaines de masses terrestres.

Ce scénario aboutissant à l'existence d'une ceinture lointaine fut alors considéré comme très spéculatif et ce n'est que bien plus tard que commencera la recherche d'objets sur des orbites situées au-delà de celle de Neptune. Certains travaux antérieurs, comme celui qui mena à la découverte de Pluton, en 1930, avaient déjà fourni des contraintes sur la taille et sur le nombre des gros corps qui peuvent exister dans cette région externe du système solaire. De plus, des études du mouvement de la comète de [...]

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  • : astrophysicien à l'Observatoire de la Côte d'Azur, chargé de recherche au CNRS, responsable du groupe de planétologie dynamique du Laboratoire UMR 6202 Cassiopée, CNRS

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Pour citer l’article

Patrick MICHEL, « EDGEWORTH-KUIPER CEINTURE DE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/ceinture-de-edgeworth-kuiper/