Un groupe d'objets récemment découvert appelé « noyau interne » de la ceinture de Kuiper pourrait nous renseigner sur les débuts de l'histoire du système solaire, y compris le mouvement de Neptune.
Vue d'artiste de la ceinture de Kuiper
La ceinture de Kuiper, un disque de roches glacées situé aux confins du système solaire, semble avoir plus de structure que nous le pensions. En 2011, des chercheurs y ont découvert un groupe d'objets sur des orbites similaires qu'ils ont surnommé le « noyau » de la ceinture de Kuiper. Aujourd'hui, une autre équipe a repéré un groupe d'objets encore plus compact qu'ils appellent le « noyau interne ».
Le noyau original a été découvert à l'œil nu à l'aide de tracés des orbites de 189 objets de la ceinture de Kuiper (KBO). Il se situe à environ 44 unités astronomiques du soleil, une unité astronomique étant la distance entre le soleil et la Terre. Depuis la découverte du noyau, aucune structure supplémentaire n'a été trouvée dans la ceinture de Kuiper.
Autrement dit, jusqu'à ce qu'Amir Siraj de l'Université de Princeton dans le New Jersey et ses collègues se chargent de la tâche minutieuse d'affiner les données orbitales de 1 650 KBO et de les introduire dans un algorithme qui recherche le regroupement et la structure. Ils ont entraîné l’algorithme à rechercher le noyau, puis ont examiné les résultats pour voir s’il existait d’autres structures. « Le noyau n'a jamais été trouvé seul. Chaque fois que l'algorithme a trouvé le noyau, il a également trouvé un autre groupe », explique Siraj.
Les chercheurs ont appelé ce nouvel amas le noyau interne en raison de son emplacement à environ 43 unités astronomiques du soleil. Tous les objets du noyau interne ont des orbites remarquablement circulaires, presque entièrement alignées avec le disque du système solaire.
« Ce genre de calme orbital est le signe d’une structure très ancienne et intacte – le genre de structure qui peut fournir des indices sur l’évolution du système solaire, sur la façon dont les planètes géantes se sont déplacées sur leurs orbites, sur le type d’environnements interstellaires que le système solaire a traversé, et sur toutes sortes de choses sur les premiers jours du système solaire », explique Siraj.
Cela pourrait être particulièrement instructif lorsqu'il s'agira d'en apprendre davantage sur la migration de Neptune depuis le système solaire interne, où on pense qu'il s'est formé, jusqu'à sa position actuelle, explique David Nesvorný du Southwest Research Institute du Colorado, l'un des découvreurs du noyau original. Nesvorný dit qu'il est possible que pendant que Neptune se déplaçait vers l'extérieur, les KBO qui composent le noyau et le noyau interne aient été brièvement capturés sur place par des interactions gravitationnelles avec la planète géante, provoquant l'agglutination que nous voyons maintenant, avant d'être libérés alors que Neptune poursuivait son chemin.
L'observatoire Vera C. Rubin au Chili, qui a commencé ses opérations cette année, devrait trouver beaucoup plus de KBO que ce que nous connaissons actuellement, ce qui devrait nous en dire plus sur le noyau et le noyau interne, ainsi que s'il existe d'autres structures encore non découvertes aux limites du système solaire. « Plus nous en apprenons sur l'architecture de la ceinture de Kuiper, plus nous en apprenons sur l'histoire du système solaire », explique Siraj.
