En 1930, après la découverte de Pluton, l'astronome Frederick Leonard écrivait que la planète la plus éloignée du Soleil
Ce concept réunit tous les objets situésau-delà de Neptune (à partir de 35 UA) dans les 50 UA du soleil. Rappelons qu'une unité astronomique est la distance de la Terre à notre étoile. Il est à noter que cette région porte le nom de l'astronome néerlandais et américain Gerard Kuiper, bien que ce soit lui qui ait insisté dans les années 50 du siècle dernier pour que la région de l'orbite de Neptune au nuage d'Oort soit absolument vide. Le scientifique pensait que Pluton était de taille comparable à la Terre et que, par conséquent, son influence gravitationnelle aurait dû dégager l'espace le long de l'orbite de tous les astéroïdes.
La ceinture de Kuiper ressemble à la ceinture d'astéroïdessitué entre les orbites de la Terre et de Mars, mais il est beaucoup plus grand, plus large et des objets plus massifs y sont observés. Y compris au moins quatre planètes naines - Pluton, Haumea, Makemake et Eris. De plus, contrairement aux objets de la ceinture rocheuse près de la Terre, les astéroïdes de la ceinture de Kuiper sont principalement constitués de gaz solidifié.
Ceinture d'astéroïdes, ceinture de Kuiper et nuage d'Oort. Image : Mark Garlick, source scientifique
Comment avez-vous réussi à ouvrir le premier objet ?
Bien que diverses hypothèses sur l'existenceLes objets transneptuniens, c'est-à-dire les corps cosmiques situés en dehors de l'orbite de Neptune, ont été mis en avant tout au long du XXe siècle, notamment après la découverte de Pluton (le premier objet de ce type). La première confirmation de l'existence d'objets lointains a été obtenue il y a seulement 30 ans.
Le scientifique planétaire David Jewitt et l'astronome Jane Luu deLe Massachusetts Institute of Technology depuis la fin des années 80 s'est engagé dans des recherches inhabituelles. Ils ont utilisé des télescopes en Arizona pour prendre des photographies aléatoires de parties du ciel. Une série de clichés pris avec de courtes pauses pourrait montrer une sorte d'objet en mouvement.
Les expériences ont été couronnées de succès après trois ansaprès le début de l'étude. Dans la nuit du 30 août 1992, des scientifiques ont utilisé le télescope de l'Université d'Hawaï sur la Grande Île. Ils ont utilisé leur technique habituelle pour trouver des objets éloignés. Des photos séparées ont été prises une fois par heure, après quoi les scientifiques ont comparé si quelque chose dans l'image avait changé.
Vers 21h :14 scientifiques ont pris les deux premières images. En les comparant sur l'écran, ils ont vu qu'un petit point de lumière, qui dans la deuxième image s'est légèrement déplacé vers l'ouest. Pour s'assurer qu'il ne s'agit pas d'une erreur ni d'une image aléatoire de rayons cosmiques lointains, les scientifiques ont attendu jusqu'à 23h00 et ont pris une autre photo. Dans la troisième image, le nouvel objet est conservé et décalé plus à l'ouest. Des données similaires ont été montrées par la quatrième photo prise juste après minuit.
Un objet en mouvement à différents moments d'observation. Image : David Jewitt, UCLA
Des recherches plus approfondies ont montré que jusqu'à présentL’objet, que les scientifiques ont baptisé QB1, a mis près d’un mois pour traverser une partie du ciel de la largeur de la pleine Lune. Sur la base de la luminosité et de la vitesse lente de l'objet, les scientifiques ont conclu que QB1 est un objet composé de glace et de roche d'environ 250 km de diamètre et voyageant au-delà de l'orbite de Neptune.
C'était le premier trans-neptunien après Pluton.un objet. Le premier succès a été suivi de nouveaux : après quelques mois, les scientifiques ont réussi à ouvrir un autre objet. Et à mesure que la sensibilité des capteurs numériques s'améliorait, les découvertes se succédaient. À ce jour, plusieurs milliers d'objets sont connus pour orbiter autour de la ceinture de Kuiper.
"Nouveaux Horizons" et les secrets d'Arrokoth
Une nouvelle percée dans l'étude de la ceinture de Kuiper et du solaireLe système est associé à la mission de recherche New Horizons. La station spatiale interplanétaire a été lancée par la NASA en 2006, et déjà en 2015, elle a renvoyé les premières images du système Pluton et Charon (la lune de la planète) et de nombreuses images incroyablement détaillées des objets de la ceinture de Kuiper.
Mais la découverte la plus étonnante a été faite"Nouveaux Horizons" en 2019. Le navire, qui se trouvait à ce moment-là à une distance d'environ 1,5 milliard de km de l'orbite de Pluton, a découvert un astéroïde de forme inhabituelle - Arrokoth. Il s'agit d'un objet à contact double composé de deux parties. La plus grande partie - Ultima - ressemble à une crêpe plate dont le bord est attaché à un objet plus petit - le Thulé sphérique.
Arrokoth. Image: NASA, Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins, Institut de recherche du sud-ouest, Roman Tkachenko
L'accrétion planétaire est l'une des hypothèsesFormation d'objets du système solaire - suggère que la formation de planètes se produit à la suite d'une série de collisions au cours desquelles des objets se heurtent et se collent, devenant de plus en plus gros. Cette hypothèse n'a qu'un inconvénient : à mesure que la masse augmente, ces objets acquièrent leur propre gravité. En conséquence, les deux parties accélèrent trop activement avant la collision et ne peuvent pas simplement se connecter, mais sont brisées en plusieurs parties.
En particulier, modéliser la collision de deuxcertaines parties d'Arrokoth montrent que leur collision n'aurait pas pu produire un objet aussi inhabituel. Les scientifiques suggèrent qu'une autre hypothèse explique mieux la structure inhabituelle de l'astéroïde.
Il est plus probable qu'Arrokoth soit né à cause de cela.un processus connu sous le nom d’instabilité gravitationnelle, disent les chercheurs. Dans ce scénario, dans certaines conditions, le nuage de gaz, dont une partie est plus dense, s'effondre rapidement sous l'influence des forces gravitationnelles.
Les chercheurs notent que puisque c'est le cas partoutapparitions, certains objets de la ceinture de Kuiper se sont formés, peut-être que des processus similaires se sont produits dans le premier disque protoplanétaire, à partir duquel tous les objets du système solaire ont été formés. Il est à noter que la formation des planètes dans cette théorie prend des milliers, et non des millions d'années, et donc l'ensemble du processus de formation du système pourrait se dérouler beaucoup plus rapidement.
New Horizons continue d'avancerà travers la ceinture de Kuiper, les scientifiques pourront peut-être identifier un autre objet avec lequel l'appareil peut s'approcher. Cette découverte, peut-être, va encore une fois bouleverser les idées sur la structure et l'évolution du système solaire.
Illustration artistique de l'exploration New Horizons de la ceinture de Kuiper. Image : Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins, Institut de recherche du sud-ouest (JHUAPL/SwRI)
Des géantes gazeuses en mouvement
New Horizons a donné un aperçu deobjets individuels de la ceinture de Kuiper de près, et le développement d'instruments d'observation au sol pour les considérer en masse. Par exemple, des planétologues ont récemment terminé une étude sur l'origine du système solaire à l'aide du télescope Canada-France-Hawaï situé sur le Mauna Kea. C'est le même pic à partir duquel le premier objet de la ceinture de Kuiper a été découvert. Au cours de l'examen, les scientifiques planétaires ont identifié 800 objets auparavant inconnus, à la suite de quoi leur nombre total a dépassé 3 000.
Une observation à grande échelle a révélé queLes objets de la ceinture de Kuiper ne sont pas uniformément répartis, mais sont concentrés en petits groupes. Un tel effet est possible grâce à un puissant effet gravitationnel.
Les chercheurs pensent que la responsabilité deune telle distorsion repose sur deux géantes gazeuses - Neptune et Saturne. Les simulations ont montré que si dans le passé ces planètes se déplaçaient de manière erratique, s'approchant et s'éloignant du Soleil de temps en temps, de puissantes ondes gravitationnelles associées à un changement de l'emplacement des objets massifs pourraient affecter l'emplacement des objets dans la ceinture de Kuiper.
De nombreuses études de la ceinture de Kuiper ont déjànous a permis d'en savoir plus sur le passé de notre système solaire. Les planétologues ont pu confirmer l'une des hypothèses de la formation des planètes et ont découvert l'instabilité de l'orbite des géantes gazeuses aux premiers stades de l'existence du système solaire.
Malgré cela, il pourrait y en avoir beaucoup d'autres à venir.découvertes étonnantes. Par exemple, New Horizons peut rencontrer un autre astéroïde inhabituel. Et d'ailleurs, une étude à grande échelle devrait débuter l'année prochaine avec l'aide de l'observatoire Vera Rubina en construction au Chili. Pendant 10 ans, les télescopes de l'observatoire scruteront en continu l'hémisphère sud à la recherche des moindres détails. Cette recherche devrait augmenter le nombre d'objets connus de la ceinture de Kuiper à 40 000 et apportera certainement de nombreuses nouvelles découvertes.
Couverture : Ceinture de Kuiper. Image : NASA
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