L'origine des comètes : ceinture de Kuiper et nuage de Oort
Comètes et objets transneptuniens aux confins du système solaire… et peut-être aussi d’autres systèmes extrasolaires:
Poursuivons notre inventaire des objets du système solaire. Les plus petits d’entre eux sont loin d’être les moins connus : ce sont les comètes. Constituées d’un petit noyau de glace et de roche (de diamètre inférieur à la dizaine de kilomètres), ces voyageuses de l’espace situées sur des orbites très elliptiques, généralement très éloignées du Soleil, peuvent prendre un aspect spectaculaire lorsque leur course les rapproche du Soleil et de la Terre. La sublimation des glaces du noyau entraîne alors l’éjection de gaz et de poussières qui, en réfléchissant la lumière solaire, peut produire dans le ciel de longues traînées lumineuses. Depuis l’Antiquité, les comètes ont inspiré terreur et superstition. Il fallut attendre le XVIIIe siècle pour que l’astronome anglais Edmund Hailey identifie la nature des comètes et mette en évidence leur apparition périodique. Il se rendit célèbre en prédisant avec succès, en 1758, le retour de la comète qui depuis porte son nom.
Composées essentiellement de glace d’eau, les comètes constituent les vestiges des premiers embryons formés dans le système solaire extérieur. Quel est leur milieu d’origine? L’étude des orbites cométaires nous fournit une information précieuse sur leur provenance. Selon un scénario généralement admis de nos jours, les comètes se sont formées à quelques dizaines d’U.A., au-delà de l’orbite d’Uranus. Certaines d’entre elles (sans doute les plus proches) ont été éjectées aux confins du système solaire par l’effet des perturbations gravitationnelles induites par les planètes géantes et surtout Jupiter. Elles peuplent aujourd’hui le «nuage de Oort», sorte de coquille sphérique située entre 40 000 et 100 000 U.A. environ. Nous sommes environ au tiers de la distance qui nous sépare de la plus proche étoile…
C’est du nuage de Oort que, par le jeu de perturbations extérieures, une nouvelle comète vient occasionnellement nous visiter. D’autres comètes, en revanche, se sont formées au-delà de l’orbite de Neptune, au sein d’une nouvelle population récemment découverte : la ceinture de Kuiper. Qu’est-ce que la ceinture de Kuiper? C’est le résidu des planétésimaux contenus dans le disque protoplanétaire au-delà de l’orbite d’Uranus et de Neptune.
Elle est située dans le plan de l’écliptique à des distances héliocentriques allant de 30 à une centaine d’UA. Son existence fut prédite dès le milieu du XXe siècle, sur la base de travaux théoriques, par les astronomes Edgeworth et Kuiper. Il fallut cependant attendre les années 1990 pour que la détection des objets qui la peuplent devienne techniquement possible. On connaît aujourd’hui environ un millier d’objets transneptuniens. Ils sont vraisemblablement constitués de gros noyaux de glace; les plus gros d’entre eux ont un diamètre de plusieurs centaines de kilomètres. Il apparaît aujourd’hui que la planète Pluton, dont l’orbite et la nature singulières avaient longtemps intrigué les astronomes, n’est que le plus gros représentant de cette nouvelle classe d’objets. L’existence de la ceinture de Kuiper est importante dans le cadre de la recherche d’exoplanètes, car elle pourrait avoir des équivalents dans d’autres disques protoplanétaires, ou dans l’environnement extérieur d’autres étoiles.
Vidéo : L’origine des comètes : ceinture de Kuiper et nuage de Oort
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