Les Objets Transneptuniens et les KBO

Les Objets Transneptuniens et les KBO

Une deuxième Ceinture de Kuiper (IV)

Depuis que la sonde spatiale New Horizons visita Pluton en 2015 et qu'on observe plus assidûment les régions reculées du système solaire, grâce notamment au télescope Subaru de 8.20 m de la NAOJ installé à Hawaï, 286 KBO ont été découverts soit une moyenne de 15 par an. Parmi eux, 13 objets ont été découverts au-delà du bord extérieur de la Ceinture de Kuiper, là où on ne s'attendait pas à en trouver. Cette découverte a de profondes implications pour notre compréhension de la structure et de l'histoire du système solaire. En effet, ces petits corps distribués dans des anneaux suggèrent que le système solaire a plus de points communs avec d'autres systèmes planétaires, ce qui a des implications sur la recherche de la vie en dehors du système solaire.

Selon les spécialistes, le grand nombre d'objets découverts dans une zone de recherche relativement petite ne peut pas être considéré comme un hasard ou un faux positif. Les 13 objets découverts jusqu'en 2023 semblent représenter une nouvelle classe d'objets en orbite dans un anneau séparé de la Ceinture de Kuiper par un "trou" ou lacune vide située entre ~55 et ~70 UA où très peu d'objets ont été trouvés. Ce type de structure en anneaux et lacunes a très bien été observé dans de nombreux systèmes exoplanétaires en formation scrutés par le réseau radiointerférométrique ALMA (cf. les exemples de disques de poussière).

Répartition des distances des objets de la Ceinture de Kuiper découverts par l'instrument HSC du télescope Subaru. Notez la baisse importante du nombre d’objets entre environ 55 et 70 UA. Document Wesley Fraser.

Selon Fumi Yoshida de l'Université des sciences de la santé au travail et de l'environnement et membre de l'Institut de technologie de Chiba au Japon, "si la deuxième Ceinture de Kuiper est confirmée, ce serait une découverte majeure. La nébuleuse solaire primordiale était bien plus grande qu’on ne le pensait, et cela pourrait avoir des implications pour l'étude du processus de formation des planètes dans notre système solaire."

Au cours d'une présentation réalisée par l'équipe du chercheur Wes Fraser de l'Institut d'astrophysique Herzberg du Canada qui s'est tenue le 25 mai 2023, l'équipe scientifique de la sonde spatiale New Horizons annonça que le système solaire possède vraisemblablement une deuxième Ceinture de Kuiper.

Selon Fraser, " La Ceinture de Kuiper a longtemps semblé très petite par rapport à de nombreux autres systèmes planétaires, mais nos résultats suggèrent que cette idée pourrait simplement être due à un biais observationnel. Alors peut-être que, si ce résultat est confirmé, notre Ceinture de Kuiper n’est pas si petite et inhabituelle après tout par rapport à celles qui entourent d'autres étoiles."

Comme on le constate sur le graphique présenté ci-dessous qui montre les données enregistrées depuis le sol, il existe potentiellement de nombreux objets dans la Ceinture de Kuiper qui pourraient être de futures cibles pour un survol de New Horizons.

Dans ce graphique le point noir sur l'axe horizontal représente la position de New Horizons en mai 2023, qui se situait alors à mi-chemin entre les deux Ceintures. Les orbites des objets situés à droite de New Horizons sont les 13 KBO identifiés à ce jour qui appartiendraient à la deuxième Ceinture de Kuiper. New Horizons sera dans la région de la deuxième Ceinture vers 2029 ou en 2030. On en reparlera dans quelques années.

Le point noir sur l'axe horizontal représente la position la sonde spatiale New Horizons en mai 2023, qui se situait alors à mi-chemin entre les deux Ceintures. Les orbites des 13 objets situés à droite de New Horizons sont les KBO qui appartiendraient à la deuxième Ceinture de Kuiper. La lacune située entre les deux anneaux n'avait jamais été sigalée auparavant. Document SwRI/Simon Porter.

A l'annonce de l'existence probable de cette deuxième Ceinture de Kuiper, Alan Stern, chercheur principal de la mission New Horizons déclara : "Il s'agit d’une découverte révolutionnaire qui révèle quelque chose d'inattendu, de nouveau et d'excitant dans les régions éloignées du système solaire ; cette découverte n'aurait probablement pas été possible sans les capacités du télescope Subaru de classe mondiale."

Concernant la recherche de la vie dans l'Univers, elle est aujourd'hui entravée par le fait que nous n'avons qu’un seul exemple confirmé d'une planète où la vie est apparue : la Terre. Avec un seul exemple, nous ne pouvons pas généraliser ce phénomène et déterminer quelles particularités ont été importantes pour l'apparition de la vie et lesquelles ne l'ont pas été. Par conséquent, tout ce que nous pouvons faire pour éliminer une condition préalable possible nous rapproche de la découverte des véritables conditions préalables à la vie.

S'il est confirmé que le système solaire s'est formé à partir d’une nébuleuse beaucoup plus grande et donc beaucoup moins inhabituelle que nous le pensions, cela élimine non seulement la "petite nébuleuse mère" de la liste des conditions préalables possibles, mais augmente considérablement les possibilités de trouver un autre système planétaire qui remplit toutes les conditions préalables réelles à la vie, augmentant ainsi la probabilité de trouver une vie extraterrestre.

Le nombre et la répartition des objets aux confins du système solaire sont une question qui mérite d'être approfondie. Mais les résultats du télescope Subaru indiquent au moins que de nouvelles découvertes nous attendent dans ce que l'on pensait être un vide froid et ennuyeux au-delà de la Ceinture de Kuiper connue.

Pour plus d'informations

Eris (sur ce site)

Sedna (sur ce site)

Liste des TNO, MCP

Position des TNO, SwRI

Ephémérides, JPL

Kuiper Belt, David Jewitt

Conversion of Absolute Magnitude to Diameter for Minor Planets, SFAU

The H and G magnitudes system for asteroids (PDF), BAA

Growth of asteroids, planetary embryos and Kuiper belt objects by chondrule accretion (PDF), Anders Johansen et al., 2015

Mission New Horizons, NASA

CADC's Digital Sky Survey (POSS2)