EDGEWORTH-KUIPER CEINTURE D'

La ceinture d’Edgeworth-Kuiper et l'origine des comètes à courte période

À l'époque où le nuage de Oort, réservoir des comètes à longue période, fut bien caractérisé, dans les années 1970, les astronomes se sont penchés sur le problème de l'origine des comètes à courte période. Traditionnellement, ces comètes étaient supposées être initialement des comètes à longue période dont les orbites s'étaient rétrécies à la suite de perturbations planétaires répétées. Cette explication semblait plausible mais demeurait invérifiable par simulations par ordinateur, alors balbutiantes.

En 1980, l'astronome Julio A. Fernandez ressuscite alors l'idée, proposée d'abord par Kenneth E. Edgeworth en 1949 puis par Gerard P. Kuiper en 1951, de l'existence d'une grande ceinture de comètes gravitant sur des orbites quasi circulaires au-delà de Pluton. Rappelons qu'en partant du fait que les périodes de révolution orbitale deviennent plus longues lorsqu'on s'éloigne du Soleil et que les planétésimaux de glace subissent une accrétion en planètes avec des taux inversement proportionnels à leurs périodes de révolution, Edgeworth et Kuiper avaient suggéré qu'un nombre énorme de comètes qui n'ont pu s'être accrétées devraient encore exister en bordure du royaume des planètes.

J. A. Fernandez réalise alors que de telles comètes pourraient constituer une source bien plus efficace de comètes à courte période que le distant nuage de Oort, et cela pour deux raisons. D'abord, le changement nécessaire de l'énergie orbitale est bien moindre que celui qui est indispensable pour transporter les comètes lointaines du nuage de Oort. Ensuite, et c'est le point le plus important, les comètes évolueraient sur des orbites déjà situées à proximité du plan de l'écliptique, sur lequel les perturbations provoquées par les planètes et la fréquence des rencontres avec celles-ci sont les plus grandes.

À cette époque, un domaine de recherche complètement différent indique que les ceintures de comètes pourraient exister autour d'étoiles proches. Le satellite d'astronomie infrarouge Iras découvre en effet que plusieurs étoiles proches émettent un excès de radiation infrarouge. L'explication la plus logique de cet excès est qu'elles sont entourées par de la matière chaude constituée de poussière, ce qui est confirmé par Iras, qui peut résoudre des disques étendus de poussière chaude autour d'étoiles. Il semble alors évident aux chercheurs que la poussière résulte de collisions entre des comètes dans chaque disque et de l'éjection de matière de la surface des comètes sous l'effet des radiations cosmiques. De plus, la poussière diffuse très efficacement la lumière ; elle est donc plus facile à détecter que les comètes elles-mêmes. Entre-temps, les astronomes émettent l'idée que la ceinture de comètes de notre système solaire pourrait se mélanger avec les comètes du nuage de Oort interne. Les étoiles présentant des excès dans l'infrarouge étant bien plus jeunes que notre Soleil, leurs disques pourraient représenter le stade au cours duquel les comètes sont éjectées de leurs systèmes planétaires respectifs.

Une percée majeure dans la compréhension de la dynamique des réservoirs cométaires dans notre système solaire va alors se produire en 1988. En utilisant des ordinateurs très puissants, les Canadiens Martin J. Duncan, Thomas Quinn et Scott D. Tremaine traquent les évolutions orbitales d'un échantillon de comètes provenant du nuage de Oort et d'une ceinture hypothétique de comètes au-delà de Neptune. Bien que les deux sources soient capables de produire des comètes à courte période, celles provenant du nuage de Oort tendent à avoir des orbites dont les inclinaisons sont élevées et apparaissent donc dispersées sur[...]