Ceinture de Kuiper

Notre système solaire et ses objets

Le système solaire est en réalité beaucoup plus complexe qu'il n'y parait si l'on considère son influence gravitationnelle qui s'étend jusqu'à 150 000 ua. Un nombre considérable de petits objets glacés, de tailles similaires à celle des astéroïdes, sont dans la ceinture de Kuiper et au delà, dans le nuage de Oort. La Ceinture de Kuiper imaginée dès 1951 par l'astronome néerlandais Gerard Kuiper, s'étend de l'orbite de Neptune située à 30 ua jusqu'à environ 100 ua. Au-delà de 50 ua, le nombre d'objets diminue fortement, cette limite est connue sous le nom de « falaise de Kuiper ». On les appelle les objets transneptuniens ou "naines de glace", c'est aussi la source des comètes à courte période. Depuis la découverte du premier objet en 1992, le nombre d'objets découverts dans la ceinture de Kuiper a dépassé le millier et on pense qu'elle contient plus de 70 000 corps de plus de 100 km de diamètre. Cet anneau composé principalement de petits corps est 20 fois plus large que la ceinture d'astéroïdes située entre Mars et Jupiter. La ceinture de Kuiper héberge aussi des objets de plusieurs centaines de km appelés "planètes naines".

Parmi ces planètes naines on trouve, Eris (≈2600 km), Pluton (≈2300 km), Makemake (1300 à 1900 km), Haumea (1960 x 1500 x 1000 km), Ixion (≈759 km), Varuna (840 à 1240 km), Quaoar (≈1250 km)...

Image : Sur l'image ci-contre, les objets de la Ceinture de Kuiper sont en vert, les objets épars en orange, l'anneau se situe à 30 UA (symbol : ua ou au) Créée en 1958, c’est l'unité de distance utilisée pour mesurer les distances des objets du système solaire, cette distance est égale à la distance de la Terre au Soleil. La valeur de l'unité astronomique représente exactement 149 597 870 700 m, lors de son assemblée générale tenue à Pékin, du 20 au 31 août 2012, l'Union astronomique internationale (UAI) a adopté une nouvelle définition de l'unité astronomique, unité de longueur utilisée par les astronomes du monde entier pour exprimer les dimensions du Système solaire et de l’Univers. On retiendra environ 150 millions de kilomètres. Une année-lumière vaut approximativement 63 242 ua. Mercure : 0,38 ua, Vénus : 0,72 ua, Terre : 1,00 ua, Mars : 1,52 ua, Ceinture d’astéroïdes : 2 à 3,5 ua, Jupiter : 5,21 ua, Saturne : 9,54 ua, Uranus : 19,18 ua, Neptune : 30,11 ua, Ceinture de Kuiper : 30 à 55 ua, Nuage d’Oort : 50 000 ua. du Soleil et couvre une zone de 20 UA.
crédit : Minor Planet Center

Les familles collisionnelles

La force de gravitation est responsable des chocs de toutes sortes entre les objets cosmiques, depuis de légers accrochages jusqu'aux grandes collisions.
Elle déplace en permanence les objets, qui finissent par entrer en collision. Aussi tragiques qu'elles soient c'est à ces collisions que nous devons notre existence.
2003 EL61 est un membre de la famille collisionnelle qui tourne au delà de la planète Neptune, dans la ceinture de Kuiper. Les familles collisionnelles sont des groupes d'objets qui se déplacent autour du Soleil et qui ont des formes et des tailles très similaires, ils restent en amas serrés sur la même orbite car ils sont issus du même objet. Les objets issus d'un même corps sont sensés être fait du même matériau, c'est ainsi qu'on les repère.
2003 EL61 fait partie des objets les plus grands et les plus brillants de la ceinture de Kuiper ayant formé une famille. Le choc originel a produit EL61 et toute une multitude d'objets et en particulier 2 lunes. Ces objets restent ensemble et continuent à voyager sur une orbite similaire, tous dans la même trajectoire.

Les familles collisionnelles sont très difficiles à localiser, les astronomes les repèrent en observant les objets qui ont une orbite commune. La famille EL61 est la seule famille collisionnelle découverte dans la ceinture de Kuiper. 2003 EL61 et sa famille sont probablement nés au tout début de la création du système solaire, pendant le grand bombardement, à une période où les collisions étaient très courantes. C'est grâce aux collisions que se construisent les planètes. Un peu plus tard, il y a 3,8 milliards d'années, quand le grand bombardement tardif s'est ralenti, les objets qui ne s'étaient pas agrégés en planètes ont terminé leur course dans des cimetières d'objets comme la ceinture de Kuiper.

Image : Hubble a découvert le plus petit objet jamais vu dans la ceinture de Kuiper, ce vaste anneau de débris glacés qui entoure notre système solaire. Cette performance est remarquable car l'objet, situé à 6,75 milliards de km, mesure 3 200 m de diamètre seulement.

2003 EL61 la planète naine

Haumea est un des plus grands membres d'une famille appelée TNO (Trans-Neptunian Object). Cet objet d'abord dénommé 2003 EL61, car sa première apparition sur une photographie date de 2003, a été officiellement baptisé par l'Union Astronomique Internationale : Haumea. La découverte de Haumea est controversée et contestée par deux équipes.
Mike Brown et son équipe de Caltech a découvert Haumea en Décembre 2004, à partir d'images qu'ils ont prises le 6 Mai 2004. Le 20 Juillet 2005, ils ont publié un rapport annonçant la découverte lors d'une conférence en Septembre 2005. À cette époque, José Luis Moreno Ortiz et son équipe de l'Instituto de Astrofísica de l'Andalousie à la Sierra Observatoire du Nevada en Espagne, annonce avoir découvert Haumea sur des images prises en Mars 2003. Un email d'Ortiz à la MPC (Minor Planet Center) annonce leur découverte du 7 Mars 2003, dans la nuit du 27 Juillet 2005. Haumea est le nom d'une déesse de la fertilité et de l'accouchement dans la mythologie du peuple hawaïen. Les membres du CSBN (Committee on Small Body Nomenclature) de l'UAI (Union astronomique internationale) et du WGPSN (Working Group for Planetary System Nomenclature) ont attribué à Haumea le statut de planète naine. Ce petit objet du système solaire rejoint ainsi Pluton, Cérès, Eris et Makemake.
Dans ce groupe, il est désormais considéré comme un plutoïde, c'est-à-dire une planète naine installée au-delà de l'orbite de Neptune.

Les deux satellites naturels de Haumea reçoivent les noms de Hi'iaka (auparavant Rodolf), dont la légende affirme qu'elle est née par la bouche de la déesse, tandis que Namaka (autrefois Blitzen), est un esprit de l'eau issu de son corps. Le choix de ces noms et de la légende paraît pertinent, car les astronomes pensent que les deux petits satellites ont été arrachés de Haumea à la suite de collisions, fréquentes au sein de la ceinture de Kuiper. Cet astre a une forme chaotique oblongue à la manière d'un ballon de rugby et son diamètre moyen est évalué entre 1 960 et 2 500 kilomètres, à peine inférieur à celui de Pluton.
Haumea décrit dans la ceinture de Kuiper, une orbite excentrique entre 5,25 milliards de km et 7,70 milliards de km. Elle est inclinée à 28,21° et Haumea fait le tour du Soleil en 284,76 années.
Les analyses spectroscopiques ainsi que l'examen des périodes orbitales de ses deux satellites, montrent que Haumea est vraisemblablement composée de roche et de glace pure, ce qui explique son albédo élevé (0,70).
Haumea fait un tour sur elle-même en quatre heures environ, ce qui n'est certainement pas étranger à sa forme oblongue. 

nota: TNO (Trans-Neptunian Object): c'est la famille d'objets transneptuniens dont les paramètres des orbites ainsi que les caractéristiques physiques ont des origines communes, dues aux collisions des premiers instants de l'histoire du système solaire.

Image : image d'artiste de Haumea et ses satellites Hi'iaka et Namaka. crédit : A. Feild (Space Telescope Science Institute).