Au-delà de la géante gazeuse Neptune se trouve une région de l’espace remplie de corps glacés. Connue sous le nom de ceinture de Kuiper, cette étendue froide contient des milliards d’objets – vestiges du système solaire primitif.

En 1943, l’astronome Kenneth Edgeworth a suggéré que des comètes et des corps plus grands pourraient exister au-delà de Neptune. Et en 1951, l’astronome Gerard Kuiper a prédit l’existence d’une ceinture d’objets glacés aux confins du système solaire. Aujourd’hui, les anneaux prédits par la paire sont connus sous le nom de Kuiper Belt ou Edgeworth-Kuiper Belt.

Malgré sa taille massive, la ceinture de Kuiper n’a été découverte qu’en 1992 par les astronomes Dave Jewitt et Jane Luu. Selon la NASA, les deux hommes «scrutaient obstinément les cieux à la recherche d’objets sombres au-delà de Neptune» depuis 1987. Ils ont surnommé le premier objet qu’ils ont repéré «Smiley», mais il a ensuite été catalogué comme «1992 QB1».

epuis lors, les astronomes ont découvert plusieurs objets intrigants de la ceinture de Kuiper et des planètes potentielles dans la région. La mission New Horizons de la NASA continue de découvrir des planètes et des objets précédemment cachés, aidant les scientifiques à en apprendre davantage sur cette relique unique du système solaire.

Formation de la ceinture de Kuiper

Lors de la formation du système solaire, une grande partie du gaz, de la poussière et des roches se sont rassemblés pour former le soleil et les planètes. Les planètes ont ensuite balayé la plupart des débris restants vers le soleil ou hors du système solaire. Mais les objets au bord du système solaire étaient suffisamment éloignés pour éviter les remorqueurs gravitationnels des planètes beaucoup plus grandes comme Jupiter, et ont ainsi réussi à rester à leur place alors qu’ils tournaient lentement autour du soleil. La ceinture de Kuiper et son compatriote, le nuage d’Oort, le plus éloigné et sphérique, contiennent les restes du début du système solaire et peuvent fournir des informations précieuses sur sa naissance.

Selon selon le modèle de Nice – l’un des modèles proposés de formation du système solaire – la ceinture de Kuiper s’est peut-être formée plus près du soleil, près de l’endroit où Neptune orbite actuellement. Dans ce modèle, les planètes se sont engagées dans une danse élaborée, avec Neptune et Uranus changeant de place et se déplaçant vers l’extérieur, loin du soleil. Au fur et à mesure que les planètes s’éloignaient du soleil, leur gravité a peut-être emporté de nombreux objets de la ceinture de Kuiper avec elles, guidant les petits objets devant alors que les géants de glace migraient. En conséquence, de nombreux objets de la ceinture de Kuiper ont été déplacés de la région où ils ont été créés vers la partie la plus froide du système solaire.

La section la plus peuplée de la ceinture de Kuiper se situe entre 42 et 48 fois la Terre  » s distance du soleil. L’orbite des objets dans cette région reste stable pour la plupart, bien que certains objets voient parfois leur cap légèrement changé lorsqu’ils dérivent trop près de Neptune.

Les scientifiques estiment que des milliers de corps plus de 100 km (62 miles) de diamètre parcourent le soleil dans cette ceinture, ainsi que des trillions d’objets plus petits, dont beaucoup sont des comètes de courte période. La région contient également plusieurs planètes naines – des mondes ronds trop grands pour être considérés comme des astéroïdes mais trop petite pour être considérée comme une planète.

Objets de la ceinture de Kuiper

Pluton fut le premier véritable objet de la ceinture de Kuiper (KBO) à être vu, bien que les scientifiques de l’époque ne l’aient pas reconnu comme tel avant d’autres KBO ont été découverts. Une fois que Jewitt et Luu ont découvert la ceinture de Kuiper, les astronomes ont vite vu que la région au-delà de Neptune était pleine de roches glacées et de minuscules mondes.

Sedna, un KBO d’environ les trois quarts de la taille de Pluton, était découvert en 2004. Il est si loin du soleil qu’il faut environ 10 500 ans pour faire une seule orbite. Sedna mesure environ 1 100 milles (1 770 km) de large et fait le tour du soleil sur une orbite excentrique qui varie entre 8 milliards de milles (12,9 milliards km) et 84 milliards de miles (135 milliards de km).

« Le soleil semble si petit à cette distance que vous pourriez le bloquer complètement avec la tête d’une épingle, » Mike Brown, un astronome du California Institute of Technology qui a découvert cet objet et plusieurs autres objets de la ceinture de Kuiper, a déclaré dans un communiqué.

En juillet 2005, des astronomes ont découvert Eris, un KBO légèrement plus petit que Pluton. Eris tourne autour du soleil environ une fois tous les 580 ans, voyageant près de 100 fois plus éloignée du soleil que la Terre. Sa découverte a révélé à certains astronomes le problème de la catégorisation de Pluton comme une planète à grande échelle. Selon la définition de 2006 de l’Union astronomique internationale (UAI), une planète doit être suffisamment grande pour Pluton et Éris, entourés par la ceinture de Kuiper, n’avaient manifestement pas réussi à le faire. En 2006, Pluton, Éris et le plus gros astéroïde, Cérès, ont été reclassés par l’IAU comme planètes naines. Deux autres planètes naines, Haumea et Makemake, ont été découvertes dans la ceinture de Kuiper en 2008.

Les astronomes sont en train de reconsidérer le statut d’Haumea en tant que planète naine. En 2017, lorsque l’objet est passé entre la Terre et une étoile brillante, les scientifiques ont réalisé qu’il était plus allongé que rond. La rondeur est l’un des critères d’une planète naine, selon la définition de l’AIU. La forme allongée de Haumea pourrait être le résultat de sa rotation rapide; une journée sur l’objet ne dure qu’environ quatre heures.

« Je ne sais pas si cela changera la définition », a déclaré Santos Sanz, astronome à l’Instituto de Astrofísica de Andalucía à Grenade, en Espagne. Space.com. « Je pense que oui, mais cela prendra probablement du temps. »

Planet Nine

Planet Nine est un monde hypothétique censé orbiter autour du soleil à une distance qui est environ 600 fois plus éloignée du soleil que l’orbite de la Terre, et environ 20 fois plus loin que l’orbite de Neptune. (L’orbite de Neptune est à 2,7 milliards de miles du soleil à son point le plus proche.)

Les scientifiques n’ont pas réellement vu la planète neuf. Son existence a été déduite par les effets gravitationnels observés sur d’autres objets dans la ceinture de Kuiper. Les scientifiques Mike Brown et Konstantin Batygin du California Institute of Technology de Pasadena ont décrit les preuves de la planète Nine dans une étude publiée dans l’Astronomical Journal en 2016.

S’il existe un autre monde, les astronomes Scott Sheppard, de la Carnegie Institution for Science à Washington, DC, et Chadwick Trujillo, de la Northern Arizona University, le trouveront probablement bientôt. Le couple a passé les six dernières années à travailler sur l’étude la plus approfondie des objets faibles au bord du système solaire, après avoir proposé l’existence de la planète X, une petite planète naine au-delà de Pluton, en 2014.

Donc loin, Sheppard et Trujillo ont trouvé 62 objets distants, qui représentent environ 80 pour cent de tous ceux qui se trouvent à la périphérie du système. L’année dernière, les deux ont découvert la planète naine 2015 TG387, surnommée «le gobelin», et le KBO le plus éloigné jamais rapporté, 2018 VG18, surnommé «FarOut». En février 2019, Sheppard a annoncé officieusement la découverte d’un objet encore plus éloigné, officieusement connu sous le nom de « FarFarOut ».

« Ces objets éloignés sont comme des miettes de pain nous menant à la planète X », a déclaré Sheppard dans un communiqué. « Plus nous pouvons en trouver, mieux nous pouvons comprendre le système solaire externe et la planète possible qui, selon nous, façonne leurs orbites – une découverte qui redéfinirait notre connaissance de l’évolution du système solaire. »

Une visite de New Horizons

En raison de leur petite taille et de leur éloignement, les objets de la ceinture de Kuiper sont un défi à repérer depuis la Terre. Infrarouge Les mesures du télescope spatial Spitzer de la NASA ont aidé à déterminer les tailles des plus gros objets.

Afin de mieux apercevoir ces restes éloignés de la naissance du système solaire, la NASA a lancé le Mission New Horizons. Le vaisseau spatial a atteint Pluton en 2015 et a continué dans le but d’examiner plusieurs KBO. Le 1er janvier 2019, New Horizons a survolé l’objet Kuiper Belt appelé MU69 2014.

Les premières images prises de MU69 suggéraient une configuration en forme de bonhomme de neige, avec deux balles rondes collées ensemble. Ces images semblaient confirmer l’idée d’accrétion de galets – une théorie de la formation planétaire qui suggère que les petits corps rocheux et glacés du système solaire sont lentement rassemblés par la gravité.

Cependant, des images publiées un mois après le survol a suggéré que la paire était plus plate qu’on ne le pensait à l’origine, plus comme deux galettes de hamburger que des boules de neige. Leur formation reste un mystère.

« Les nouvelles images créent des énigmes scientifiques sur la façon dont un tel objet pourrait même être formé », a déclaré Alan Stern, le chercheur principal de New Horizons, dans un communiqué. « Nous » n’avons jamais vu quelque chose comme ça en orbite autour du soleil. « 

MU69 n’est peut-être pas le dernier objet visité par New Horizons. L’équipe a déjà dit que le vaisseau spatial avait assez de carburant pour voler par un autre KBO. NASA aurait besoin d’approuver une mission prolongée, mais visiter un autre objet aiderait les scientifiques à mieux comprendre la ceinture de Kuiper.