La Ceinture de Kuiper
ne s'est pas formée là où elle se trouve
Article paru dans Nature du 27 Novembre 2003 par Alessandro
Morbidelli (O.C.A., Nice) et Hal Levison (SwRI, Boulder)
Les
objets de la ceinture de Kuiper ne se seraient pas formés là
où on les trouve actuellement. Ce sont deux astronomes du Southwest
Research Institute (SwRI, Boulder, USA) et de l'Observatoire de la Côte
d'Azur (laboratoire Cassini, unité mixte de recherche 6529 du CNRS)
qui ont obtenu ce résultat grâce à la simulation numérique.
Les objets de Kuiper se seraient formés à moins de 30 unités
astronomiques, distance actuelle de Neptune. Les planètes géantes,
dont Neptune se seraient constituées dans des régions plus
proches du Soleil et Neptune en s'éloignant du Soleil pour atteindre
sa position actuelle, aurait repoussé les objets de Kuiper. Ce résultat
est publié dans Nature du 27/11/03.
La Ceinture de Kuiper est une région du Système Solaire qui
s'étend au-delà de l'orbite de Neptune, de 40 à 50
UA* et qui contient des milliards de corps de glace. Elle a été
découverte en 1992 et depuis, de l'ordre de 1000 objets ont été
catalogués. Certains d'entre eux sont très gros - le plus
gros ayant un diamètre dépassant 1000 km.
En dépit des recherches poursuivies par les astronomes pour expliquer
la structure de cette ceinture, un mystère subsiste. Comme la plupart
des planètes du Système Solaire, les gros objets de la ceinture
de Kuiper ont dû se former à partir d'objets plus petits qui
se sont agglomérés en rentrant en collision les uns avec
les autres. Pour que ce processus puisse fonctionner dans les régions
distantes au-delà de Neptune, il faut qu'une quantité de
matière supérieure à quelques dizaines de fois la
masse de la Terre ait été présente initialement dans
la région où la ceinture réside actuellement. Pourtant,
les observations de cette région montrent qu'elle contient actuellement
moins d'un dixième de la masse de la Terre. Les scientifiques ont
donc essayé de trouver ces dernières années un moyen
d'évacuer 99 % du matériau initial de la ceinture de Kuiper.
Dans la nouvelle étude, Harold Levison (SwRI) et Alessandro Morbidelli
(OCA) montrent, grâce à la simulation numérique, que
la ceinture de Kuiper n'a peut-être pas perdu de masse du tout!
Levison et Morbidelli suggèrent que le disque proto-planétaire,
dans lequel les planètes, les astéroïdes et les comètes
se sont formés, avait une limite externe, non prévue auparavant,
qui se situait à la position actuelle de Neptune, à 30 UA,
et que la région occupée actuellement par la ceinture de
Kuiper était vide. Tous les objets de Kuiper que nous voyons maintenant
au-delà de Neptune se seraient alors formés à une
distance bien plus proche du Soleil et auraient été transportés
vers l'extérieur durant les étapes finales de la formation
planétaire.
Une théorie prévoit que les planètes géantes
se sont déplacées après leurs formations. En particulier,
Uranus et Neptune se sont constituées à des distances plus
proches du Soleil, puis ont migré vers l'extérieur. Levison
& Morbidelli montrent que pendant sa migration, Neptune pourrait avoir
poussé tous les objets de Kuiper observés à des distances
plus grandes du Soleil.
"Nous n'avons pas vraiment résolu le problème de la perte
de masse de la Ceinture, nous l'avons contourné!" dit Levison. "L'espace
au-delà de Neptune était probablement réellement démuni
d'objets".
Ainsi, dans ce modèle, la région intérieure à
30 UA contient suffisamment de matière pour former les objets de
la ceinture de Kuiper. Les mécanismes employés par Neptune
pour pousser vers l'extérieur la ceinture ont affecté seulement
une petite fraction des objets qui sont devenus ce que nous voyons. Le
reste a été éjecté du Système Solaire
par Neptune. Cette nouvelle idée explique de nombreuses caractéristiques
observées du Système Solaire externe, notamment les propriétés
des orbites des objets de Kuiper et la position de Neptune.
"L'un des aspects les plus troublants de la migration de Neptune est la
raison de son arrêt à la distance où la planète
se situe actuellement" dit Morbidelli. "Notre nouveau modèle explique
aussi cela. Neptune a migré jusqu'à ce qu'elle atteigne le
bord externe du disque proto-planétaire, limite à laquelle
la planète s'est brutalement arrêtée".
Cette recherche a été financée par un programme PICS
entre le CNRS et la NSF (National Science Foundation).
Référence : Levison, H.F. and Morbidelli, A., The formation
of the Kuiper belt by the outward transfer of bodies during Neptune's migration.
Nature Vol. 426, pp 419-421, 2003.
(Voir
aussi le News and Views par Rodney Gomes, p. 393)
Contact
Chercheur:
Observatoire
de la Côte d'Azur
Tél
: 04 92 00 31 26 -Mél. : morby@obs-nice.fr
Contacts
medias OCA:
Observatoire
de la Côte d'Azur
Tél
: 04 92 00 30 55 - 06 88 21 28 33 -Mél. : michel@obs-nice.fr
* 1 unité astronomique
(UA)
= la distance moyenne entre le Soleil et la Terre ; 150 millions de kilomètres
VU DANS LA PRESSE:
AFP/Le
Figaro
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