Principal NeptuneNeptune a vidé les ceintures de Kuiper

Neptune a vidé les ceintures de Kuiper

Neptune : Neptune a vidé les ceintures de Kuiper

Crédit image: NASA

Des chercheurs du Southwest Research Institute estiment avoir une théorie qui pourrait aider à expliquer pourquoi il y a si peu d'objets dans la ceinture de Kuiper - une bande d'objets en dehors de l'orbite de Neptune. Selon les théories sur la formation des systèmes planétaires, la ceinture de Kuiper devrait contenir 100 fois plus de matériel que les astronomes ne l’ont observé. Les chercheurs estiment que les géantes gazeuses, y compris Neptune, se sont formées plus près du soleil et se sont lentement éloignées au fil du temps. Lorsque Neptune a émigré, les objets de Kuiper auraient pu sortir du système solaire.

Une nouvelle étude réalisée par des chercheurs du Southwest Research Institute (SwRI) et de l'Observatoire de la Côte d'Azur fournit une explication de l'un des aspects les plus mystérieux de la population d'objets au-delà de Neptune. Ce faisant, il offre un aperçu unique du disque proto-planétaire à partir duquel se sont formées les planètes du système solaire. Les résultats seront publiés dans le numéro du 27 novembre de Nature.

La ceinture de Kuiper est une région du système solaire qui s’étend de l’orbite de Neptune et contient des milliards d’objets glacés allant de kilomètres à des milliers de kilomètres. Il a été découvert en 1992 et, depuis ce temps, près de 1 000 objets ont été catalogués. Certains de ces objets sont très volumineux - le plus grand ayant un diamètre de plus de 1 000 kilomètres.

Alors que les astronomes ont étudié cette structure, un mystère s’est dévoilé. Comme la plupart des planètes du système solaire, on pense que les objets de grande taille de la ceinture de Kuiper ont été formés à partir d'objets plus petits collés ensemble lorsqu'ils sont entrés en collision. Pour que ce processus fonctionne dans les régions lointaines au-delà de Neptune, la ceinture de Kuiper devrait contenir plus de 10 fois la quantité de matériau disponible sur la Terre. Cependant, les levés télescopiques de cette région montrent qu’elle contient actuellement environ un dixième de la masse de la Terre, voire moins.

Pour résoudre ce casse-tête, les chercheurs cherchent depuis plusieurs années un moyen de supprimer plus de 99% du matériau de la ceinture de Kuiper. Cependant, les docteurs Harold Levison (SwRI) et Alessandro Morbidelli (Observatoire de la Côte d'Azur de France, France) décrivent dans leur article «Former la ceinture de Kuiper avec le transport d'objets à l'extérieur lors de la migration de Neptune». que la ceinture de Kuiper n’a peut-être pas perdu beaucoup de masse.

«Le problème de l'épuisement en masse nous tient dans la gorge depuis un certain temps», explique Levison, chercheur au département des études spatiales du SwRI. "Il semble que nous ayons enfin une réponse possible."

Levison et Morbidelli soutiennent que le disque proto-planétaire à partir duquel les planètes, les astéroïdes et les comètes ont tous été formés avait un bord inattendu à l'emplacement actuel de Neptune, qui est situé à 30 unités astronomiques (UA, distance moyenne entre le Soleil et la Terre). et que la région maintenant occupée par la ceinture de Kuiper était vide. Tous les objets de la ceinture de Kuiper que nous voyons au-delà de Neptune se sont formés beaucoup plus près du Soleil et ont été transportés vers l’extérieur au cours des dernières étapes de la formation de la planète.

Les chercheurs savent depuis 20 ans que les orbites des planètes géantes se sont déplacées au fur et à mesure de leur formation. En particulier, Uranus et Neptune se sont formés plus près du soleil et ont migré vers l'extérieur. Levison et Morbidelli montrent que Neptune aurait pu pousser tous les objets de la ceinture de Kuiper observés lors de sa migration.

«Nous n'avons pas vraiment résolu le problème de l'épuisement massif, nous l'avons contourné», déclare Levison. "Selon notre travail, le vide au-delà de Neptune était probablement dépourvu d'objets."

Cependant, dans ce modèle, la région située à l'intérieur de 30 UA contenait suffisamment de matériau pour la formation d'objets de ceinture de Kuiper. Les mécanismes employés par Neptune pour repousser la ceinture de Kuiper n’affectaient qu’une petite partie des objets. Ceux-ci sont devenus les objets vus par les astronomes; les autres ont été dispersés hors du système solaire par Neptune. Cette nouvelle théorie explique de nombreuses caractéristiques observables du système solaire externe, notamment les caractéristiques des orbites des objets de la ceinture de Kuiper et la localisation de Neptune.

«L’un des aspects troublants de la migration de Neptune est la raison pour laquelle elle s’est arrêtée là où elle s’est produite», déclare Morbidelli. «Notre nouveau modèle explique cela aussi. Neptune a migré jusqu'à ce qu'il atteigne le bord du disque proto-planétaire, à quel point il s'est soudainement arrêté.

La NASA, la National Science Foundation et le Centre national de la recherche scientifique à Paris ont financé cette recherche.

Source originale: Communiqué de presse SwRI

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