La ceinture de Kuiper et le nuage d’Oort

Les astronomes savent depuis longtemps qu’il existe deux classes différentes de comètes.

D’abord les comètes à courte période, inférieure à 200 ans, comme celle de Halley. Leur trajectoire a pour propriété de se trouver dans le plan de l’écliptique comme celle des planètes.

Ensuite, les comètes à longue période, de plus de 200 ans, en particulier celles qui n’ont été observées qu’une seule fois et dont on estime la période à plusieurs millions d’années. Leurs orbites sont gigantesques et distribuées aléatoirement dans le ciel, sans direction particulière.

Cette répartition en deux groupes a conduit les astronomes à postuler l’existence de deux réservoirs de comètes distincts : la ceinture de Kuiper et le nuage d’Oort, du nom des deux astronomes qui les ont imaginés dans les années 1950, Gerard Kuiper et Jan Oort.

2001 KX76

Une photographie d’un membre de la ceinture de Kuiper, appelé 28978 Ixion (ou 2001 KX76 à l’époque de sa découverte), prise par le télescope de 2,2 mètres de l’ESO à La Silla au Chili. Le diamètre du corps a été estimé à 650 kilomètres d’après des observations du télescope Spitzer. Crédit : WFI/MPG/ESO

La ceinture de Kuiper

Les comètes à courte période proviennent de la ceinture de Kuiper, une région située dans le plan du système solaire, au-delà de l’orbite de Neptune. Cette ceinture commence probablement vers 30 unités astronomiques (la distance Terre-Soleil) et s’étend jusqu’à des centaines d’unités astronomiques.

On estime qu’elle contient plus de 200 millions de petits corps glacés susceptibles de devenir des comètes. Certains astronomes pensent que Triton, Pluton et Charon sont des objets de cette ceinture, qui se distinguent simplement par leur taille exceptionnelle et leur orbite.

Ce sont les perturbations gravitationnelles engendrées par les planètes géantes qui de temps en temps modifient l’orbite d’un de ces corps et déclenchent un changement de trajectoire vers le Soleil.

Le nuage d’Oort

Pour les comètes à longue période, le réservoir est le nuage d’Oort. Celui-ci s’étend sur des distances entre 30 000 et 100 000 unités astronomiques et doit contenir des centaines de milliards d’objets.

Dans ces régions éloignées, les noyaux de comètes se trouvent à une fraction non négligeable de la distance qui nous sépare des étoiles les plus proches. Ces dernières vont donc provoquer des perturbations gravitationnelles qui peuvent conduire un corps du nuage d’Oort à se précipiter vers l’intérieur du système solaire.

Le nuage d’Oort est probablement formé d’objets éjectés aux premières heures du système solaire par des phénomènes comme la résonance avec les planètes géantes. Les corps de la ceinture de Kuiper, par contre, se sont probablement formés sur place.

Des observations assez récentes

Dans les années 1990, les progrès dans l’observation astronomique ont permis de photographier les premiers corps de petite taille situés au-delà de Neptune et possédant des orbites circulaires (ce qui les distingue des comètes habituelles).

Des images du ciel obtenues avec de très longues poses ont ainsi commencé à révéler à partir de 1992 des corps situés à plus de 30 unités astronomiques, la majorité avec un diamètre de plusieurs centaines de kilomètres.

Ces observations confirmèrent l’existence de la ceinture de Kuiper qui n’était jusqu’alors qu’une hypothèse.

Les observations depuis le sol ne pouvaient révéler que des objets suffisamment lumineux donc massifs. C’est le télescope spatial Hubble qui en 1994 observa pour la première fois des corps de dimension plus faible, d’à peine quelques kilomètres parfois.