Ceinture de Kuiper

Les objets transneptuniens

Au-delà de NeptuneNeptune
Bien que repérable aux jumelles, la huitième planète du Système solaire reste décevante au télescope, même à forte puissance…
Planète Neptune
, d'innombrables résidus de la nébuleuse primitive forment la Ceinture de Kuiper (ou KBO, pour Kuiper Belt Object) qui s'étend sur plus de 50 fois la distance TerreTerre
Minuscule fragment de matière flottant autour d'une étoile banale, la planète Terre est pourtant la plus massive des planètes telluriques.
Planète Terre
-SoleilSoleil
Le Soleil n'est que l'une des 100 milliards d'étoiles qui constituent notre Galaxie.
Étoile Soleil
. Ces objets transneptuniens se distribuent également sous la forme d'un anneau, vaste réservoir de petits corps glacés dont la planètePlanète : nom initialement attribué aux points lumineux vagabondant parmi les étoiles, planêtos signifie « astres errants » en grec.
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naine Pluton ne serait que la plus proche représentante.
La grande majorité a été expulsée vers l'extérieur du Système solaireSystème solaire : ensemble des corps célestes placés sous l'attraction gravitationnelle du Soleil, qui contient à lui seul 99,8 % de la masse du système.
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par les perturbations gravitationnelles des planètes géantes et se retrouver dans le Nuage de OortNuage de Oort : région de l'espace située à la limite externe du Système solaire, bien au-delà de la Ceinture de Kuiper.
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. Plus de 2 000 de ces objets ont été détectés, leur nombre total est estimé à plusieurs millions encore présents (dont au moins 100 000 de plus de 100 km de diamètre). La Ceinture de Kuiper serait la source des comètes à courtes périodes, inférieures à 200 ans ; leurs trajectoires – souvent très elliptiques – se trouvent proches du plan de l'écliptiqueÉcliptique : projection du plan de l'orbite terrestre sur la voûte céleste. Pour cette raison, il correspond également au déplacement apparent du Soleil parmi les étoiles sur une année.
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.

Objets transneptuniens
Les plus gros objets transneptuniens connus

Pluton : dieu des Enfers

Longtemps considérée comme la dernière planète du Système solaire, Pluton s'est vue reclassée comme planète naine (plutoïde) par l'Union Astronomique InternationaleL'UAI a pour mission de promouvoir l'astronomie sous tous ses aspects : recherche, communication, éducation, etc., par le biais de la coopération internationale.
UAI (ou IUA)
en août 2006 (Résolution 5). Son diamètre (2 370 km) est inférieur à celui de notre LuneLune
Le couple Terre-Lune peut être considéré comme une planète double qui orbite autour du Soleil à partir d'un centre de gravité commun…
Lune
, aussi vue depuis la Terre elle n'apparaît que sous la forme d'une faible « étoileÉtoile : elle se forme à partir d'un nuage de gaz qui s'effondre sous l'effet de la gravitation. Si la masse du nuage est suffisamment importante, la concentration de la partie centrale peut atteindre les conditions nécessaires aux réactions thermonucléaires.
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 » de quatorzième magnitudeMagnitude (stellaire) : échelle logarithmique permettant de répertorier les étoiles en fonction de leur luminosité. Le niveau zéro de cette échelle a été arbitrairement attribué à une série d'étoiles étalons et le rapport entre chaque magnitude est d'un facteur 2,5.
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, autant dire que son observation visuelle reste relativement difficile. Seul son très lent déplacement pourra être mis en évidence sur le fond étoilé par une surveillance photographique, c'est d'ailleurs cette méthode qui l'a vu « naître ».
Encouragés par le triomphe de la mécanique céleste lors de la découverte de Neptune par Urbain Jean Joseph le Verrier (1811-1877) et John Couch Adams (1819-1892), ce sont encore les irrégularités de l'orbiteOrbite : trajectoire, généralement elliptique, décrite par un corps naturel ou artificiel soumis au champ gravitationnel d'un autre corps considéré comme fixe.
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d'UranusUranus
Théoriquement visible à l'œil nu, il faudra cependant attendre l'invention du télescope pour qu'elle puisse être découverte par William Herschel…
Planète Uranus
qui amenèrent les astronomes, vers la fin du XIXe siècle, à rechercher un neuvième corps céleste orbitant au-delà de Neptune.

Clyde Tombaugh
Clyde Tombaugh en 1928 [Domaine public]
L'énigmatique planète sera finalement découverte par Clyde TombaughClyde Tombaugh
Il construit seul son premier télescope à l'aide duquel il observe et dessine les planètes. C'est l'un de ces croquis de Jupiter qui attire l'attention du directeur de l'observatoire Lowell : Vesto Melvin Slipher…
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(1907-1997) le 18 février 1930 (il n'a encore que 23 ans), alors simple assistant à l'observatoire Lowell (Flagstaff-Arizona), après l'étude de nombreuses photographies systématiques de la zone prévue. La découverte ne sera rendue officielle que le 13 mars, jour anniversaire de Percival Lowell (1855-1916) qui mit en place les moyens qui permirent la découverte.
Conformément à la tradition, elle puisera son nom dans la mythologie grecque : Pluton (ou Hadès), le dieu des Enfers. Ce nom fut suggéré par la petite-fille d'un astronome anglais : Venetia Burney (1919-2009), 11 ans. Les deux premières lettres se veulent également un hommage à Percival Lowell. En mai 1931, Walt Disney nommera le chien de Mickey « Pluto » pour honorer la planète récemment découverte par un américain.

Il s'avère très vite que la masse de cette nouvelle planète est bien trop faible pour perturber les trajectoires d'Uranus et de Neptune. De plus, ces perturbations avaient été surestimées : des calculs erronés peuvent parfois conduire à une vraie découverte !
En 1943, l'astronome amateur irlandais Kenneth Edgeworth (1880-1972) est le premier à émettre l'idée de l'existence d'autres corps orbitant au-delà de l’orbite de Neptune. L'hypothèse est théorisée, en 1951, par Gerard Pieter KuiperGerard Pieter Kuiper
Ses contributions dans le domaine de l'astronomie sont multiples, mais le nom de Kuiper reste surtout rattaché à la « Ceinture de Kuiper », vaste disque d'objets orbitants sur le plan de l'écliptique au-delà de l'orbite de Neptune…
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(1905-1973) sous la forme d'un anneau à l'origine des comètes à courtes périodes et d'objets depuis disparus. Au début des années 60, les astronomes américains Alastair Cameron (1925-2005) et Fred Whipple (1906-2004) maintinrent l'idée de l'existence actuelle de ce disque désigné à présent sous le nom de Ceinture d’Edgeworth-Kuiper (ou plus communément « Ceinture de Kuiper »).
Son hypothétique présence sera de plus en plus confirmée par la découverte des premiers objets au sein de cette zone. Le 30 août 1992, depuis l'observatoire de Mauna Kea, l'équipe composée de Davis Jewitt (1958) et Jane Luu (1963) découvre les objets provisoirement nommés 1992 QB1, puis 1993 FW six mois plus tard (depuis, ils ont respectivement reçus les noms officiels Albion et Karla). Les découvertes se suivent avec une série de corps mineurs, puis des objets plus gros : Quaoar (2002), Sedna (2003), Orcus et Hauméa (2004), et – surtout (!) – les planètes naines Éris et Makémaké (2005).

Pluton possède une orbite très particulière : sa trajectoire est fortement inclinée sur l'écliptique (17°), de plus son périple autour du Soleil est également très excentré (e = 0,25). Sa distance au Soleil varie entre 29,6 uaUnité astronomique : unité de distance basée sur le demi-grand axe de l'orbite terrestre et définie par l'UAI en 1976.
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(4,44 milliards de km) à son périhéliePérihélie : distance minimale d'un astre au Soleil.
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(position obtenue le 5 septembre 1989) et 49,3 ua (7,37 milliards de km) à l'aphélieAphélie : point le plus éloigné de l'orbite d'un corps céleste autour du Soleil.
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(position qu'elle atteindra en 2113). La planète s'est ainsi retrouvée plus proche du Soleil que Neptune entre février 1979 et mars 1999. Toutefois, orbitant loin du même plan, ces deux planètes ne peuvent entrer en collision. Les points d'intersections de leurs orbites, en résonance stable 3/2, se trouvent séparés par plus de 2,5 milliards de km.
Astre essentiellement recouvert de méthane gelé, Pluton possède une faible atmosphèreAtmosphère : couche gazeuse enveloppant un objet planétaire. Les étoiles ont également une atmosphère gazeuse dont la température très élevée est responsable d'une émission de lumière.
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de diazote mise en évidence par l'occultationOccultation : pour un observateur terrestre, recouvrement d'un objet céleste par le disque d'un astre. Improprement qualifié d'éclipse, le masquage du disque solaire par celui de la Lune en est l'exemple le plus connu.
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d'une étoile le 9 juin 1988.

C'est également l'examen méthodique de clichés photographiques qui permit la découverte de son satellite : Charon, par James Walter Christy (1938) et Robert Harrington (1942-1993) en 1978. D'un diamètre de 1 280 km, ce dernier orbite sur une trajectoire elliptique à une distance moyenne de 19 635 km. Ces deux corps possèdent une caractéristique unique dans le Système solaire : une rotation et une révolution synchrones en 6,4 jours.
Des observations de l'environnement de Pluton réalisées en 2002 et mai 2005 par l'équipe de Hal Weaver et d'Alan Stern, à l'aide de la caméra ACS du télescope spatial Hubble, ont permis la découverte de quatre autres objets gravitant autour de la lointaine planète naine : Nix (Ø 40 km) et Hydra (Ø 50 km) en juin 2005, Kerberos (Ø 10 km) en juin 2011 et enfin Styx (Ø 6 km) en juin 2012.
Négligée par l'exploration spatiale, Pluton est enfin visitée par la sonde New Horizons – lancée le 19 janvier 2006 – qui la survole le 14 juillet 2015, avant d'être probablement dirigée vers un autre objet transneptunien. À cette distance l'énergie solaire n'est plus suffisante pour alimenter les instruments, un générateur nucléaire a été embarqué pour remplacer les panneaux solaires.

Pluton
Une des vues les plus précises de Pluton à ce jour

Éris : déesse de la discorde

La découverte du nouvel objet, à partir de photographies prises en 2003, par Michael E. Brown (1965), Chadwick Trujillo (1973) et David Lincoln Rabinowitz (1960) du California Institute of Technology, est rendue officielle le 5 janvier 2005. Les premières estimations de grandeur démontrent que son diamètre serait supérieur à celui de Pluton. Ce dernier étant alors classifié comme planète, il est logique que ce nouveau corps céleste soit également officiellement reconnu comme étant la Xe planète du Système solaire.
Initialement estimé à 3 300 km, le diamètre de l'objet (provisoirement baptisée Xena par ses découvreurs, du nom d'une héroïne d'héroïc-fantasy, l'initiale X faisant allusion au rang de la planète) est revu à la baisse : 2 326 km à ± 12 km, ce qui le laisse cependant d'une dimension sensiblement égale à celle de Pluton. Ce dilemme amène l'Union Astronomique Internationale (UAI) à donner une nouvelle définition du terme de planète.
Tout comme son homologue Pluton, Éris n'a pas éliminé tous les corps partageant son orbite. Avec la nouvelle terminologie adoptée par l'UAI en août 2006, ces deux objets célestes se voient reclassés en planètes naines. Le nom de baptème, proposé par Michael E. Brown qui semble ne pas manquer d'humour, est Éris, la déesse grecque… de la discorde ! Éris possède un petit satellite, naturellement affublé du nom de la fille de son corps parent : Dysnomie, déesse de l'anarchie.
Éris est placée sur une orbite inclinée de 44° qui la fait voyager entre 38 ua et 97 ua, elle peut donc parfois se retrouver plus proche du Soleil que Pluton.

Éris
Éris et son satellite Dysnomie vus par le télescope spatial Hubble le 30 août 2006
[NASA, ESA et M. Brown (California Institute of Technology)]

Hauméa

Hauméa est une autre découverte de l'équipe de Michael E. Brown, le 28 décembre 2004. Il se présente sous une forme oblongue : 1 920 km × 1 540 km. Ce n'est pas sa seule particularité, il possède un anneau de 2 300 km de diamètre pour une épaisseur de 70 km. Situé à une distance de 43 ua, et décrit son orbite en 284 ans.
Hauméa est accompagné de deux satellites : Hi'iaka (350 km) et Namaka (170 km). Ces noms sont issus de la mythologie hawaïenne, Hi'iaka et Namaka étant les progénitures de Hauméa, déesse de la fertilité et de l'accouchement.

Makémaké

Makémaké est une nouvelle découverte de l'équipe précedente, le 21 mars 2005. Son nom est également d’origine polynésienne. L'objet, d'un diamètre de 1 420 km, est situé à une distance de 45,7 ua et décrit son orbite en 309 ans. Il possède un tout petit satellite nommé MK2.

Crédits photographiques : NASA, sauf mention contraire.