Ceinture de Kuiper : la frontière du système solaire

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Ceinture de Kuiper : la frontière du système solaire

Le 30 août 1992, le premier corps de la ceinture de Kuiper (après Pluton et Charon) a été découvert. On l’a nommé 1992 QB1. Depuis lors, des milliers de corps similaires ont été découverts dans la ceinture de Kuiper. Découvrez cette région éloignée du système solaire et les mystères qu’elle peut cacher.

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Qu’est-ce que la ceinture de Kuiper ?

La ceinture de Kuiper est une région du système solaire en forme de disque située au-delà de l’orbite de Neptune. Elle se déploie à une distance d’environ 30 à 55 unités astronomiques du Soleil. La ceinture de Kuiper contient des millions de corps glacés qui seraient des vestiges de la formation du système solaire. Malgré la taille énorme de la ceinture, la masse totale de tous les corps qu’elle contient ne représente qu’environ 10 % de la masse de la Terre.

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Qui a découvert la ceinture de Kuiper ?

La ceinture de Kuiper est parfois appelée la ceinture de Kuiper-Edgeworth, d’après les astronomes Gerard Kuiper et Kenneth Edgeworth. Cependant, aucun des deux n’a découvert cette région.

Les idées concernant un disque d’objets glacés au-delà de Neptune remontent à la première moitié du 20e siècle. Depuis la découverte de Pluton en 1930, les scientifiques ont spéculé sur la présence d’autres corps célestes à proximité. En 1943, l’astronome irlandais Kenneth Edgeworth a suggéré que la région extérieure du système solaire était occupée par un grand nombre de corps relativement petits. Ce fut sa seule contribution à la découverte de la ceinture de Kuiper. Puis, en 1951, l’astronome néerlandais Gerard Kuiper a émis une hypothèse similaire concernant une ceinture de petits corps au-delà de Neptune. Mais voici un fait amusant pour vous : Kuiper pensait que la ceinture n’existait plus. Il pensait que la gravité de Pluton avait dispersé les corps de la ceinture dans le nuage de Oort. Ainsi, ironiquement, Gerard Kuiper a proposé l’absence de la ceinture de Kuiper, et non son existence.

Des spéculations sur cette région hypothétique se sont poursuivies pendant des décennies. Ce n’est qu’en 1992, après cinq ans de recherche, que les astronomes David Jewitt et Jane Luu ont finalement découvert le premier corps de la ceinture de Kuiper – 1992 QB1 (plus tard nommé 15760 Albion). Six mois plus tard, ils ont trouvé le deuxième objet — 1993 FW. La région aurait peut-être dû s’appeler la Ceinture Jewitt-Luu ? Au moins, ces deux astronomes croyaient en l’existence de la ceinture.

Comment la ceinture de Kuiper s’est-elle formée ?

Il y a environ 4,6 milliards d’années, le système solaire s’est formé à partir d’un nuage de gaz et de poussières appelé la nébuleuse solaire. La plupart des matériaux de la nébuleuse ont fusionné pour former le Soleil et les planètes, tandis qu’une partie est restée sous la forme de petits corps célestes.

Les corps de la ceinture de Kuiper sont de tels restes de la formation du système solaire. Tout comme la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter, la ceinture de Kuiper aurait pu devenir une planète sans la présence d’une autre planète géante à proximité. L’immense gravité de Neptune n’a pas permis aux petits morceaux de roche et de glace de fusionner en un seul grand corps.

Objets de la ceinture de Kuiper

Les corps célestes qui peuplent la ceinture de Kuiper sont appelés corps de la ceinture de Kuiper (KBOs) ou objets trans-neptuniens (TNOs). Selon la NASA, plus de 2 000 KBO sont actuellement connus des astronomes.

Contrairement aux astéroïdes de la ceinture principale d’astéroïdes, composés principalement de roche et de métal, la plupart des KBO sont des corps glacés composés de méthane, d’ammoniac et d’eau congelés. Ils peuvent également présenter une large gamme de couleurs – du rouge au bleu en passant par le blanc.

La taille des KBOs varie de gros blocs rocheux à plus de 2 000 km de diamètre. Les plus grands KBOs sont quatre planètes naines : Pluton (2 376 km), Eris (2 326 km), Makemake (1 430 km) et Haumea (1 632 km). La ceinture de Kuiper contient également plusieurs planètes naines candidates – parmi elles, Orcus, Quaoar, Gonggong, et Sedna.

Les quatre planètes naines, plus Gongong et Quaoar ont des lunes en orbite autour d’elles. Haumea a même un anneau ! La ceinture de Kuiper contient également de nombreuses binaires, c’est-à-dire deux corps qui orbitent autour d’un centre de masse commun. L’exemple le plus remarquable de KBO binaire est la binaire Pluton-Charon.

On pense également que la ceinture de Kuiper est une source de comètes. Elles sont créées lorsque la gravité de Neptune pousse des morceaux de KBO en collision en direction du Soleil. Contrairement au nuage de Oort, d’où proviennent la plupart des comètes à longue période, la ceinture de Kuiper produit des comètes à courte période**, qui mettent moins de 200 ans à tourner autour du Soleil.

La ceinture de Kuiper et la planète Neuf

L’étude des corps de la ceinture de Kuiper a conduit à une nouvelle hypothèse passionnante. Les astronomes Konstantin Batygin et Mike Brown ont observé plusieurs KBO et ont remarqué un regroupement particulier de leurs orbites. En 2016, les scientifiques ont présenté leur théorie : les orbites uniques des objets pourraient s’expliquer par l’influence gravitationnelle d’une planète inconnue située bien au-delà de Pluton ! L’hypothétique monde de la taille de Neptune a été surnommé Planète 9. Il pourrait avoir une masse de cinq à dix fois celle de la Terre et une période orbitale d’environ 10 000 années terrestres. La mystérieuse planète n’a pas encore été découverte, mais les astronomes n’abandonnent pas et poursuivent leurs recherches.

Quelle sonde spatiale a visité la ceinture de Kuiper ?

La seule sonde spatiale qui a étudié de près les corps de la ceinture de Kuiper est la sonde New Horizons de la NASA. Elle a été lancée en 2006 et a survolé Pluton en 2015. Puis, en 2019, New Horizons a exploré un autre KBO appelé Arrokoth, qui est devenu le corps le plus éloigné du système solaire visité par un engin spatial. Actuellement, l’équipe de la mission essaie de trouver un objet approprié pour que New Horizons puisse effectuer un autre survol.

Malheureusement, aucune mission vers la ceinture de Kuiper n’est prévue pour le moment. Néanmoins, les scientifiques ont envisagé la possibilité d’envoyer des sondes vers d’autres KBO comme Makemake et Haumea dans le futur.

FAQ

Quel est le plus gros corps de la ceinture de Kuiper ?

Le plus gros corps de la ceinture de Kuiper est la planète naine Pluton, qui a un diamètre de 2 376 km. Elle est suivie par une autre planète naine, Eris, dont le diamètre est de 2 326 km.

Combien de planètes y a-t-il dans la ceinture de Kuiper ?

En raison de l’influence gravitationnelle de Neptune, il n’y a pas de planètes dans la ceinture de Kuiper. Cependant, la ceinture contient quatre des cinq planètes naines officiellement reconnues : Pluton, Eris, Makemake et Haumea. La cinquième planète naine — Cérès — est située dans la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter.

Combien de temps faudrait-il pour atteindre la ceinture de Kuiper ?

New Horizons de la NASA — le seul vaisseau spatial à avoir visité la ceinture de Kuiper — a mis neuf ans et demi pour atteindre Pluton. La sonde spatiale se déplaçait à une vitesse de 58 580 km/h et a parcouru une distance d’environ 5 milliards de km. Il convient de noter qu’au moment de son lancement en 2006, New Horizons était le vaisseau spatial le plus rapide jamais construit.

Quelle est la différence entre le nuage de Oort et la ceinture de Kuiper ?

Tout comme la ceinture de Kuiper, le nuage de Oort contient également d’énormes quantités de petits objets glacés. Cependant, c’est une région beaucoup plus éloignée que la ceinture de Kuiper — il faudrait environ 300 ans à un vaisseau spatial pour atteindre sa limite intérieure. De plus, il ne s’agit pas d’un disque mais d’une coque sphérique géante qui entoure l’ensemble du système solaire, notamment la ceinture de Kuiper. Le nuage de Oort pourrait contenir des trillions d’objets et on pense qu’il est la source de la plupart des comètes à longue période.

En conclusion : la ceinture de Kuiper est un vaste anneau de petits corps glacés au-delà de l’orbite de Neptune. Elle abrite Pluton et plusieurs autres planètes naines. Ironiquement, la ceinture de Kuiper a été nommée d’après une personne qui avait prédit son absence. L’étude des corps de la ceinture de Kuiper a conduit à l’émergence de l’hypothèse de la planète Neuf.

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Crédit d'image:Vito Technology, Inc.
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